JP2006115357A - パケット送信制御装置及びパケット送信制御方法 - Google Patents

パケット送信制御装置及びパケット送信制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 パケット誤り率の劣化を抑えつつ、送信リソースを効率良く使用する。
【解決手段】 本発明に係るパケット送信制御装置100は、パケットの送信に使用可能な送信リソースと、下りリンクの無線品質情報と、パケットの送信に用いられる送信方法とを関連付けて記憶する記憶部170と、移動局10から報告された下りリンクの無線品質情報と、パケットの送信に使用可能な送信リソースとに基づいて、記憶部170を参照して、パケットの送信に用いられる送信方法を決定する決定部140と、決定された送信方法を用いてパケットを送信するパケット送信部111とを具備する。
【選択図】 図4

Description

本発明は、複数の移動局に対する下りリンクのパケットの送信を制御するパケット送信制御装置及びパケット送信制御方法に関する。
従来、無線基地局が、当該無線基地局に属する移動局との間で通信を行う際に、下りリンクの無線状態に応じて、適応的に下りリンクのパケットの送信方法(例えば、変調方式や符号化率等の送信フォーマット等)を変更することによって、下りリンクのパケットの送信を制御する移動通信システムが知られている。かかる制御方式は、「適応変調・適応符号化(AMC:Adaptive Modulation and Coding)方式」と呼ばれている。
かかるAMC方式が適用されている移動通信システムでは、移動局が、下りリンクの無線状態を監視しており、監視した下りリンクの無線状態を、上りリンクを用いて無線基地局に通知するように構成されている。ここで、下りリンクの無線状態には、SIRやCIRや受信電力等が含まれる。
また、無線基地局は、移動局によって通知された下りリンクの無線状態と、下りリンクのパケットの送信に使用可能な送信リソース(無線リソース)に基づいて、下りリンクの送信方法(例えば、変調方式や符号化率等の送信フォーマット等)を決定して、決定した送信方法によって下りリンクのパケットの送信を行うように構成されている。
このとき、下りリンクの無線状態に応じて無線基地局と移動局との間の通信を行うことができる場合、すなわち、移動局が無線基地局近傍に位置する場合や移動局の移動速度が小さい場合等のように、下りリンクの無線状態が良い場合には、AMC方式が適用されている移動通信システムは、より高速の伝送速度で通信を行うことのできる送信方法を用いて、下りリンクのパケットの送信を行うように構成されている。
一方、移動局がセル端に位置する場合や移動局の移動速度が大きい場合等のように、下りリンクの無線状態が悪い場合には、AMC方式が適用されている移動通信システムは、より低速の伝送速度で通信を行うことのできる送信方法を用いて、下りリンクのパケットの送信を行うように構成されている。
したがって、AMC方式が適用されている移動通信システムは、伝搬環境の変動に応じた効率的な通信を行うことが可能となる。
ところで、第3世代移動通信システム、いわゆる「IMT-2000」の標準化については、地域標準化機関等により組織された3GPP/3GPP2(Third-Generation Partnership Project/Third-Generation Partnership Project 2)において、前者では「W-CDMA方式」に係る標準仕様の策定作業がなされており、後者では「cdma2000方式」に係る標準仕様の策定作業がなされている。
3GPPでは、近年のインターネットの急速な普及に伴い、特に下りリンクにおいてデータベースやWebサイトからのダウンロード等による高速・大容量のトラヒックが増加するとの予測に基づき、下り方向の高速パケット伝送方式である「HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)方式」の標準化が行われている(例えば、非特許文献1及び2参照)。
また、3GPP2でも、上記同様の観点から、下り方向の高速パケット伝送方式「1x-EV DO」の標準化が行われている(例えば、非特許文献3参照)。なお、cdma2000方式の「1x-EV DO」において、「DO」は「Data Only」の意味である。
例えば、HSDPA方式では、移動局と無線基地局との間の無線状態に応じて、無線チャネルの変調方式や符号化率を制御するAMC方式が用いられている。ここで、移動局は、上りリンクを介して、CQI(Channel Quality Indicator)と呼ばれる制御情報(無線状態情報)を送信することによって、下りリンクの無線状態を無線基地局に通知するように構成されている。なお、CQIは、上りリンクのHSDPA用の個別物理制御チャネルHS-DPCCH(High Speed-Dedicated Physical Control Channel)にマッピングされている。
また、移動局は、下りリンクの共通パイロットチャネル(CPICH:Common Pilot Channel)から求められたSIRに基づいて、上述のCQIを算出するように構成されている。例えば、移動局は、受信したパケットの誤り率が10%となるように、CQIを算出するように構成されている。
一方、無線基地局は、CQI及び下りリンクの無線リソース(すなわち、電力リソース及びコードリソース)を用いて、下りリンクのパケットの送信に用いられる送信方法(すなわち、変調方式やコードリソース量やトランスポートブロックサイズ(TBS)や電力リソース量に対するオフセット値等の送信フォーマットや送信リソース)を決定して、かかる送信方法を用いて下りリンクのパケットの送信を行う。
また、HSDPA方式においては、無線基地局及び移動局は、H-ARQ制御という再送制御も同時に行っており、移動局は、下りリンクのパケットを受信して、受信したパケットについての復号結果(OK又はNG)を、下りリンクに関する送達確認情報として、HS-DPCCHにマッピングして上りリンクを介して送信する。一方、無線基地局は、かかる送達確認情報に基づいて、H-ARQ制御による再送制御を行う。
ここで、下りリンクの送達確認情報としては、Ack/Nack/DTXがある。「Ack」は、パケットの受信に成功したことを示す肯定応答(OK)であり、「Nack」は、パケットの受信が失敗したことを示す否定応答(NG)であり、「DTX」は、移動局が下り方向の共有制御情報HS-SCCHを何らかの理由で受信することができず、下りリンクのパケットの受信を行わなかったことを示す。
3GPP TS25.214 V.5.9.0 3GPP TR25.848 v4.0.0 3GPP2 C.S0024 Rev.1.0.0
しかしながら、従来の移動通信システムでは、パケットの送信に用いられる送信リソースの低減と、誤り率の劣化との間のトレードオフの関係を制御することが困難であるという問題点があった。
また、従来の移動通信システムでは、H-ARQ制御における再送時の無線品質と初回送信時の無線品質との差や、送るべきパケットのデータ量に基づいて、下りリンクのパケットの送信に用いられる送信方法を決定していないため、不必要に送信リソース(コードリソースや電力リソース等の無線リソース)を消費してしまうという問題点があった。
そこで、本発明は、以上の点に鑑みてなされたもので、パケット誤り率の劣化を抑えつつ、送信リソースを効率良く使用することができるパケット送信制御装置及びパケット送信制御方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、H-ARQ制御における再送時の無線品質と初回送信時の無線品質との差や、送るべきパケットのデータ量に基づいて、下りリンクのパケットの送信に用いられる送信方法を決定することによって、送信リソースを効率よく使用してパケットの送信を行うことができるパケット送信制御装置及びパケット送信制御方法を提供することを目的とする。
本発明の第1の特徴は、複数の移動局に対する下りリンクのパケットの送信を制御するパケット送信制御装置であって、前記パケットの送信に使用可能な送信リソースと、前記下りリンクの無線品質情報と、前記パケットの送信に用いられる送信方法とを関連付けて記憶する記憶部と、前記移動局から報告された前記下りリンクの無線品質情報と、前記パケットの送信に使用可能な送信リソースとに基づいて、前記記憶部を参照して、前記パケットの送信に用いられる送信方法を決定する決定部と、決定された前記送信方法を用いて前記パケットを送信するパケット送信部とを具備することを要旨とする。
かかる発明によれば、パケットの送信に使用可能な送信リソースと、下りリンクの無線品質情報と、パケットの送信に用いられる送信方法とを関連付けて記憶している記憶部を参照することによって、パケットの送信に用いられる送信方法を効率的に決定することができる。
本発明の第1の特徴において、前記記憶部が、前記送信方法として、前記パケットの送信に用いられるトランスポートブロックサイズを記憶しており、前記記憶部において、前記下りリンクの無線品質情報及び前記パケットの送信に使用可能なコードリソースが固定されている場合に、前記トランスポートブロックサイズは、所定のパケット誤り率を満たし、かつ、最大値となるように設定されていてもよい。
本発明の第1の特徴において、前記記憶部が、前記送信方法として、前記パケットの送信に用いられるトランスポートブロックサイズと、前記パケットの送信に用いられる変調方式と、前記パケットの送信に用いられるコードリソース量と、前記パケットの送信に用いられる電力リソース量とを記憶するように構成されていてもよい。
本発明の第1の特徴において、前記決定部が、送信すべきパケットのデータ量が、前記送信方法として決定されたトランスポートブロックサイズより少ない場合に、該送信方法として決定された電力リソース量を低減するように構成されていてもよい。
本発明の第1の特徴において、前記決定部が、「(低減する電力リソース量)={(送信方法として決定されたトランスポートブロックサイズに相当する無線品質情報)−(送信すべきパケットのデータ量に相当する無線品質情報)}×(任意の係数)」に従って、低減する電力リソース量を決定するように構成されていてもよい。ここで、前記任意の係数は、1未満であってもよい。 本発明の第1の特徴において、前記決定部が、前記電力リソース量を低減した場合で、かつ、前記パケットの送信に用いられる電力リソース量が所定の下限値よりも小さい場合に、該所定の下限値を前記パケットの送信に用いられる電力リソース量として決定するように構成されていてもよい。
本発明の第1の特徴において、前記決定部が、送信方法として決定されたトランスポートブロックサイズが、最小データ送信単位よりも小さい場合、前記移動局に対して前記下りリンクのパケットを送信することを中止し、他の移動局に対して前記下りリンクのパケットを送信するように構成されていてもよい。
本発明の第1の特徴において、前記決定部が、送信方法として決定されたトランスポートブロックサイズが、最小データ送信単位よりも小さい場合、最小データ送信単位で前記パケットを送信することができるように前記送信方法を決定するように構成されていてもよい。
本発明の第1の特徴において、前記決定部が、1つの送信タイミングにおいて、前記パケットの送信に使用可能な送信リソースが、前記複数の移動局に対して均等に割り当てられるように、前記送信方法を決定するように構成されていてもよい。
本発明の第1の特徴において、前記決定部が、前記パケットの送信を行う移動局の送信方法を決定する際に、該移動局の他に前記パケットを送信する移動局の数をNとし、前記下りリンクの無線品質情報を「下りリンクの無線品質情報−10×log10N」と変更し、前記送信方法として決定された電力リソース量を「10×log10N」に相当する量だけ低減することによって、前記送信方法を決定するように構成されていてもよい。
本発明の第1の特徴において、前記決定部が、以前に送信した前記パケットを再送する場合に、以前の下りリンクの無線品質情報と、現在の下りリンクの無線品質情報と、以前の前記パケットの送信に使用可能な送信リソースと、現在の前記パケットの送信に使用可能な送信リソースとに基づいて、以前に前記パケットを送信した時の無線状態よりも、現在の無線状態の方が良いと判断した場合に、前記送信方法として決定された電力リソース量を低減するように構成されていてもよい。
本発明の第1の特徴において、前記決定部が、「(低減する電力リソース量)={(現在の下りリンクの無線品質情報)−(以前の下りリンクの無線品質情報)}×(任意の係数)+{(現在のパケットの送信に使用可能な電力リソース)−(以前のパケットの送信に使用可能な電力リソース)}×(任意の係数)」に従って、低減する前記電力リソース量を決定するように構成されていてもよい。ここで、前記任意の係数は、1未満であってもよい。
本発明の第1の特徴において、前記決定部が、前記電力リソース量を低減した場合で、かつ、前記パケットの送信に用いられる電力リソース量が所定の下限値よりも小さい場合に、該所定の下限値を前記パケットの送信に用いられる電力リソース量として決定するように構成されていてもよい。
本発明の第1の特徴において、前記決定部が、以前に送信した前記パケットを再送する場合に、以前の下りリンクの無線品質情報と、現在の下りリンクの無線品質情報と、以前の前記パケットの送信に使用可能な送信リソースと、現在の前記パケットの送信に使用可能な送信リソースとに基づいて、以前に前記パケットを送信した時の無線状態よりも、現在の無線状態の方が悪いと判断した場合に、前記パケットの送信に使用可能な送信リソースを最大限に使用するように前記送信方法を決定するように構成されていてもよい。
本発明の第1の特徴において、前記決定部が、以前の前記パケットの送信の際に前記送信方法として決定された変調方式が16QAMである場合で、かつ、該変調方式がQPSKに変更されたときの符号化率が所定値よりも小さくなる場合に、前記パケットの送信に用いられる変調方式をQPSKに変更することによって、前記パケットの送信に使用可能な送信リソースを最大限に使用するように前記送信方法を決定するように構成されていてもよい。
本発明の第1の特徴において、前記決定部が、符号化率が1/3を下回らない範囲で前記パケットの送信に用いられるコードリソース量を大きくすることによって、前記パケットの送信に使用可能な送信リソースを最大限に使用するように前記送信方法を決定するように構成されていてもよい。
本発明の第1の特徴において、前記決定部が、前記移動局から報告された前記下りリンクの無線品質情報が、所定の無線品質情報の上限値よりも大きい場合、前記移動局から報告された前記下りリンクの無線品質情報を、前記所定の無線品質情報の上限値に変更することによって、前記送信方法を決定するように構成されていてもよい。
本発明の第1の特徴において、前記決定部が、前記パケットの送信に使用可能な送信リソースに含まれる電力リソースが残っている場合、前記パケットの送信に用いられる送信方法として決定された電力リソース量に該電力リソースを加えるように構成されていてもよい。
本発明の第1の特徴において、前記記憶部が、前記送信方法として、前記パケットの送信に用いられる電力リソース量のオフセット値を記憶しており、前記記憶部において、前記電力リソースのオフセット値のステップ幅が、1dB未満に設定されていてもよい。
本発明の第2の特徴は、複数の移動局に対する下りリンクのパケットの送信を制御するパケット送信制御方法であって、前記パケットの送信に使用可能な送信リソースと、前記下りリンクの無線品質情報と、前記パケットの送信に用いられる送信方法とを関連付けるテーブルを生成する工程と、前記移動局から報告された前記下りリンクの無線品質情報と、前記パケットの送信に使用可能な送信リソースとに基づいて、前記テーブルを参照して、前記パケットの送信に用いられる送信方法を決定する工程と、決定された前記送信方法を用いて前記パケットを送信する工程とを有することを要旨とする。
以上説明したように、本発明によれば、パケット誤り率の劣化を抑えつつ、送信リソースを効率良く使用することができるパケット送信制御装置及びパケット送信制御方法を提供することができる。
また、本発明によれば、H-ARQ制御における再送時の無線品質と初回送信時の無線品質との差や、送るべきパケットのデータ量に基づいて、下りリンクのパケットの送信に用いられる送信方法を決定することによって、送信リソースを効率よく使用してパケットの送信を行うことができるパケット送信制御装置及びパケット送信制御方法を提供することができる。
(本発明の第1の実施形態に係る移動通信システムの構成)
図1乃至図6を参照して、本発明の第1の実施形態に係る移動通信システムの構成について説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係るパケット送信制御方法が適用される移動通信システムの構成例を示す図である。
図1に示すように、本実施形態に係る移動通信システムは、無線基地局100と、複数の移動局(#1〜#3)10〜12とを具備している。また、本実施形態に係る移動通信システムでは、HSDPA方式が適用されているものとする。
HSDPA方式における下りリンクでは、移動局(#1〜#3)10〜12で共有して使用される下り方向の共有チャネルHS-DSCHや下り方向の共有制御チャネルHS-SCCH(Shared Control Channel)等の下り共有チャネルや、移動局(#1〜#3)10〜12に個別に割り当てられる物理チャネルに付随する付随個別チャネル#1〜#3(双方向チャネル)等が用いられる。なお、図1の例では、移動局#2宛ての下り共有チャネルが実線で表現されているため、移動局#2に下り共有チャネルが割り当てられているものとする。
上り方向の付随個別チャネル#1〜#3では、ユーザデータ以外に、パイロットシンボルや、下り方向の付随個別チャネルを送信するための電力制御コマンド(TPCコマンド)が伝送される。
一方、下り方向の付随個別チャネル#1〜#3では、上り方向の付随個別チャネルを送信するための送信電力制御コマンド等が伝送される。
また、上りリンクでは、付随個別チャネルだけでなく、HSDPA用の個別物理制御チャネル(HS-DPCCH)も用いられている。なお、HSDPA用の個別物理制御チャネル(HS-DPCCH)では、共有チャネルのスケジューリング処理やAMC方式で用いられる下り方向の無線品質情報(CQI)や、H-ARQ(Hybrid-ARQ)制御における送達確認を報告するための送達確認情報(ACK/NACK)等が伝送される。
本実施形態では、各移動局(#1〜#3)10〜12は、同一の構成及び機能を持つ。また、本実施形態では、無線基地局が、複数の移動局の各々に対して、下りリンクのパケットの送信方法(送信フォーマット及び送信リソース)を決定する必要がある。したがって、以下、特段の断りがない限り、複数の移動局の中から任意に選択した移動局Nに関して説明を行うものとする。
図2は、本実施形態に係る無線基地局100の構成例を示す機能ブロック図である。図2に示すように、本実施形態に係る無線基地局100は、送受信アンテナ101と、アンプ部102と、送受信部103と、ベースバンド信号処理部104と、呼処理部105と、伝送路インターフェース106とを具備している。
送受信アンテナ101は、複数の移動局(#1〜#3)10〜12の送受信アンテナとの間で無線周波数信号の送受信を行う。
アンプ部102は、送受信アンテナ101によって受信された上り方向の無線周波数信号を増幅して送受信部103に出力する。また、アンプ部102は、送受信部103から出力された下り方向の無線周波数信号を増幅して送受信アンテナ101に出力する。
送受信部103は、ベースバンド信号処理部104から出力されたベースバンド信号に対して、無線周波数信号に変換する周波数変換処理を施してアンプ部102に出力する。また、送受信部103は、アンプ部102から出力された無線周波数信号に対して、ベースバンド信号に変換する周波数変換処理を施してベースバンド信号処理部104に出力する。
ベースバンド信号処理部104は、伝送路インターフェース106から出力された下りリンクのパケットに対して、再送制御(H-ARQ制御)処理やスケジューリング処理や送信方法決定処理やチャネル符号化処理や拡散処理等を施すことによってベースバンド信号を生成して送受信部103に出力する。
また、ベースバンド信号処理部104は、送受信部103から出力されたベースバンド信号に対して、逆拡散処理やRAKE合成処理や誤り訂正復号化処理等を施して伝送路インターフェース106に出力する。
ここで、ベースバンド信号には、後述するMAC-hs(Media Access Control-HSDPA)処理で使用される各移動局の無線品質情報(CQI)やH-ARQ処理における送達確認情報(ACK/NACK/DTX)等が含まれている。かかる情報は、後述するように、ベースバンド処理部104内のレイヤ−1処理部111で復号化処理が施され、ベースバンド処理部104内のMAC-hs処理部112において使用される。
呼処理部105は、伝送路インターフェース106を介して、無線基地局100の上位に位置する無線制御装置との間で、呼処理制御信号の送受信を行うことによって、無線基地局100の状態管理やリソース割り当てを行う。伝送路インターフェース106は、無線制御装置との間で情報を送受信する。
図3を参照して、上述のベースバンド信号処理部104の構成について詳述する。図3に示すように、ベースバンド信号処理部104は、レイヤー1処理部111と、MAC-hs処理部112とを具備している。なお、レイヤー1処理部111及びMAC-hs処理部112は、それぞれ呼処理部105に接続されている。
レイヤー1処理部111は、下り方向のチャネル符号化処理や、上り方向のチャネル復号化処理や、上り方向及び下り方向の個別チャネルの送信電力制御処理や、RAKE合成処理や、拡散・逆拡散処理を行うように構成されている。
また、レイヤー1処理部111は、各移動局からの上り方向の個別物理制御チャネル(HS-DPCCH)を用いて報告される下りリンクの無線状態を示す情報(無線品質情報、CQI)やH-ARQ制御における送達確認情報(ACK/NACK/DTX)を受け取り、MAC-hs処理部112に出力するように構成されている。
MAC-hs処理部112は、HSDPA方式における下り方向の共有チャネルにおけるH-ARQ制御処理や、送信待ちパケットに対するスケジューリング処理や、下りパケットの送信に用いられる送信方法(送信フォーマット及び送信リソース)の決定処理を施すように構成されている。
図4を参照して、上述のMAC-hs処理部112の構成について詳述する。図4に示すように、MAC-hs処理部112は、CQI取得部110と、ACK/NACK/DTX取得部120と、スケジューリング部130と、TFR(Transport Format Resource)選択部140と、MAC-hsリソース計算部150と、H-ARQ制御部160と、送信フォーマット参照テーブル保持部170とを具備している。
なお、MAC-hs処理部112は、上述の機能以外にも、フローコントロールを制御する機能等の諸機能を具備するが、本発明には直接には関係しないため、かかる諸機能についての記載及び説明については省略する。
CQI取得部110は、レイヤー1処理部111によって復号化処理された下りリンクの無線品質情報(CQI)を取得し、スケジューリング部130及びTFR選択部140に出力するように構成されている。
ACK/NACK/DTX取得部120は、レイヤー1処理部111によって復号化処理されたH-ARQ制御における送達確認情報(ACK/NACK/DTX)を取得し、H-ARQ制御部160に出力するように構成されている。
スケジューリング部130は、任意のスケジューリングアルゴリズムを用いて、各TTI(Transmission Time Interval)において、HS-DSCHを割り当てる移動局(下りリンクのパケットを送信する移動局)を決定し、かかる移動局を識別するための移動局IDをTFR選択部140に通知するように構成されている。
ここで、スケジューリング部130は、当該TTIにおいて複数の移動局に下りリンクのパケットを送信するようにスケジューリングした場合には、優先度情報を付加した複数の移動局IDをTFR選択部140に通知する。
TFR選択部140は、各移動局から報告されたCQI(下りリンクの無線品質情報)をCQI取得部110から受け取り、H-ARQ制御部160から再送情報を受け取り、MAC-hsリソース計算部150から無線リソース情報を受け取るように構成されている。ここで、再送情報は、当該TTIにおいて送信すべきパケットが、H-ARQ制御における初回送信であるか又は再送であるかについて示す情報である。また、無線リソース情報は、当該TTIにおいてパケットの送信に使用可能な送信リソース(コードリソース量及び電力リソース量)を示す情報である。
また、TFR選択部140は、送信フォーマット参照テーブル保持部170と接続されており、受け取ったCQI及び無線リソース情報に基づいて、送信フォーマット参照テーブル保持部170に保持されている送信フォーマット参照テーブルを参照して、パケット(HS-DSCH)の送信に用いられる送信方法(送信フォーマット及び送信リソース)を決定するように構成されている。
ここで、TFR選択部140は、送信方法として、パケットの送信に用いられるトランスポートブロックサイズや、パケットの送信に用いられる変調方式や、パケットの送信に用いられるコードリソース量や、パケットの送信に用いられる電力リソース量等について決定する。
また、TFR選択部140が送信方法(送信フォーマット及び送信リソース)を決定する処理の詳細については、後述する。
MAC-hsリソース計算部150は、HS-DSCH電力リソース計算部151と、HS-DSCHコードリソース計算部152とを具備している。MAC-hsリソース計算部150は、HS-DSCH電力リソース計算部151及びHS-DSCHコードリソース計算部152等を用いて、パケット(HS-DSCH)の送信に使用可能な送信リソース(例えば、電力リソースやコードリソース等の無線リソース)を計算して、当該TTIにおいてパケットの送信に使用可能な送信リソース(例えば、電力リソースやコードリソース等の無線リソース)をTFR選択部140に通知する。
ここで、当該TTIにおいて複数の移動局に対して下りリンクのパケットの送信が行われる場合には、TFR選択部140が優先度の高い移動局から順番に、送信フォーマット及び送信リソースの決定を行うため、MAC-hsリソース計算部150は、TFR選択部140が送信フォーマット及び送信リソースの決定する際に、それぞれの移動局が使用可能な電力リソース及びコードリソースをTFR選択部140に通知する。
具体的には、MAC-hsリソース計算部150は、最も優先度の高い移動局に対しては、当該TTIにおいて使用可能な全ての電力リソース量及びコードリソース量をTFR選択部140に通知する。
また、MAC-hsリソース計算部150は、2番目に優先度の高い移動局に対しては、当該TTIにおいて使用可能な全ての電力リソース量及びコードリソース量から、最も優先度の高い移動局において使用される電力リソース量及びコードリソース量をそれぞれ引いた値を、2番目に優先度の高い移動局において使用可能な電力リソース量及びコードリソース量として、TFR選択部140に通知する。
また、MAC-hsリソース計算部150は、優先度の高さが3番目以降の移動局に対しても、2番目に優先度が高い移動局の場合と同様に、当該TTIにおいて使用可能な電力リソース量及びコードリソース量から、当該移動局よりも優先度の高い移動局において使用される電力リソース量及びコードリソース量をそれぞれ引いた値を、当該移動局において使用可能な電力リソース量及びコードリソース量としてTFR選択部140に通知する。
H-ARQ制御部160は、各移動局のもつ各データキューに関して、上り方向の送達確認情報(ACK/NACK/DTX)のフィードバックに基づいたH-ARQ再送制御を行うように構成されている。
図5に、H-ARQ制御部160で行われるストップアンドウェイトプロトコルの動作例を示す。ストップアンドウェイトプロトコル(ARQ)では、受信側(移動局側)は、送信側(無線基地局側)からの下りリンクのパケットを受け取ると、送達確認情報(ACK/NACK/DTX)を、HS-DPCCHを用いて返送するように構成されている。
図5の例では、受信側は、パケット#1を正しく受け取ることができなかったので、否定応答(NACK)を送信側に返送している。また、受信側は、パケット#2を正しく受け取ることができたので、肯定応答(ACK)を送信側に返送している。以下、受信側では、受け取ったパケットの順に、肯定応答(ACK)又は否定応答(NACK)を送信側に返送する動作を繰り返す。
また、H-ARQ制御部160は、TFR選択部140に、当該TTIにおいて送信するパケットが、H-ARQ制御における初回送信であるか又は再送であるか(2回目以降の送信であるか)を示す情報(再送情報)を通知する。
送信フォーマット参照テーブル保持部170は、パケットの送信に使用可能な送信リソースと、下りリンクの無線品質情報(CQI)と、パケットの送信に用いられる送信方法(送信フォーマット及び送信リソース)とを関連付ける送信フォーマット参照テーブルを保持している。
具体的には、送信フォーマット参照テーブルは、当該TTIにおいてパケットの送信に使用可能なコードリソース量毎に、下りリンクの無線品質情報(CQI)と、当該パケットの送信に用いられるトランスポートブロックサイズと、当該パケットの送信に用いられるコードリソース量と、当該パケットの送信に用いられる変調方式と、当該パケットの送信に用いられる電力リソースの電力オフセットとの関係を示すテーブルである。
図6に、かかる送信フォーマット参照テーブルの一例を示す。
図6(a)に、当該TTIにおいてパケットの送信に使用可能なコードリソース量が「4」の場合の、下りリンクの無線品質情報(CQI)と、当該パケットの送信に用いられるトランスポートブロックサイズと、当該パケットの送信に用いられるコードリソース量と、当該パケットの送信に用いられる変調方式と、当該パケットの送信に用いられる電力リソースの電力オフセットとを関連付けるテーブルを示す。
また、図6(b)に、当該TTIにおいてパケットの送信に使用可能なコードリソース量が「5」の場合の、下りリンクの無線品質情報(CQI)と、当該パケットの送信に用いられるトランスポートブロックサイズと、当該パケットの送信に用いられるコードリソース量と、当該パケットの送信に用いられる変調方式と、当該パケットの送信に用いられる電力リソースの電力オフセットとを関連付けるテーブルを示す。
実際には、HS-PDSCHの取り得るコード数が「1〜15」であるため、送信フォーマット参照テーブル保持部170は、15通りの使用可能なコードリソース量毎のテーブルを保持する。
送信フォーマット参照テーブル保持部170は、引数が「当該TTIにおいて使用可能なコードリソース量」及び「CQI」である場合、関数TF_Related_TBS(コードリソース量,CQI)を通じて、当該TTIにおけるパケットの送信に用いられるトランスポートブロックサイズをTFR選択部140に出力することができる。
あるいは、送信フォーマット参照テーブル保持部170は、引数が「当該TTIにおいて使用可能なコードリソース量」及び「CQI」である場合、関数TF_Related_Code(コードリソース量,CQI)を通じて、当該TTIにおけるパケットの送信に用いられるコードリソース量をTFR選択部140に出力することができる。
あるいは、送信フォーマット参照テーブル保持部170は、引数が「当該TTIにおいて使用可能なコードリソース量」及び「CQI」である場合、関数TF_Related_Mod(コードリソース量,CQI)を通じて、当該TTIにおけるパケットの送信に用いられる変調方式をTFR選択部140に出力することができる。
あるいは、送信フォーマット参照テーブル保持部170は、引数が「当該TTIにおいて使用可能なコードリソース量」及び「CQI」である場合、関数TF_Related_Offset(コードリソース量,CQI)を通じて、当該TTIにおけるパケットの送信に用いられる電力リソース量のオフセット値をTFR選択部140に出力することができる。
あるいは、送信フォーマット参照テーブル保持部170は、引数が「当該TTIにおいて使用可能なコードリソース量」及び「当該TTIにおいて用いられるトランスポートブロックサイズ」である場合、関数TF_Related_CQI(コードリソース量,トランスポートブロックサイズ)を通じて、当該TTIにおけるパケットの送信に用いられる送信方法に相当するCQIをTFR選択部140に出力することができる。
ここで、「当該TTIにおけるパケットの送信に用いられる送信方法に相当するCQI」とは、「当該TTIにおけるパケットの送信に用いられるトランスポートブロックサイズを送信可能な最小のCQI」のことである。
ここで、パケットの送信に使用可能なコードリソース量毎の送信フォーマット参照テーブルにおけるCQIは、パケットの送信に用いられるトランスポートブロックサイズや、パケットの送信に用いられるコードリソース量や、パケットの送信に用いられる変調方式や、パケットの送信に用いられる電力リソース量のオフセット値に基づいて決定される送信方法で送信した場合に必要となるSIRに相当する値である。
しかしながら、特定のCQIに対する上述のトランスポートブロックサイズとコードリソース量と変調方式と電力リソース量のオフセット値との組み合わせは複数存在するため、これらの組み合わせの中で、トランスポートブロックサイズが最大となる組み合わせが、送信フォーマット参照テーブルに設定されている。
すなわち、CQI(下りリンクの無線品質情報)及びパケットの送信に使用可能なコードリソースが固定されている場合に、トランスポートブロックサイズは、所定のパケット誤り率を満たし、かつ、最大値となるように設定されている。
以下に、送信フォーマット参照テーブルの具体的な参照方法を詳述する。
例えば、当該TTIにおいて使用可能なコードリソース量が「4」で、CQIが「15」である場合、送信フォーマット参照テーブル保持部170は、図6(a)を参照して、関数TF_Related_TBS(コードリソース量,CQI)を通じて、「トランスポートブロックサイズTBS=2876」を出力する。
また、当該TTIにおいて使用可能なコードリソース量が「5」で、CQIが「10」である場合、送信フォーマット参照テーブル保持部170は、図6(b)を参照して、関数TF_Related_Code(コードリソース量,CQI)を通じて、「パケットの送信に用いられるコードリソース量=4」を出力する。
また、当該TTIにおいて使用可能なコードリソース量が「4」で、CQIが「20」である場合、送信フォーマット参照テーブル保持部170は、図6(a)を参照して、関数TF_Related_Mod(コードリソース量,CQI)を通じて、「パケットの送信に用いられる変調方式=16QAM」を出力する。
さらに、当該TTIにおいて使用可能なコードリソース量が「5」で、CQIが「28」である場合、送信フォーマット参照テーブル保持部170は、図6(b)を参照して、関数TF_Related_Offset(コードリソース量,CQI)を通じて、「パケットの送信に用いられる電力リソース量のオフセット値=−6」を出力する。
また、当該TTIにおいて使用可能なコードリソース量が「4」で、トランスポートブロックサイズが「4265」である場合、送信フォーマット参照テーブル保持部170は、図6(a)を参照して、関数TF_Related_CQI(コードリソース量,トランスポートブロックサイズ)を通じて、「パケットの送信に用いられる送信方法に相当するCQI=18」を出力する。
また、トランスポートブロックサイズが「4581」である場合、送信フォーマット参照テーブル保持部170は、図6(a)を参照して、関数TF_Related_CQI(コードリソース量,トランスポートブロックサイズ)を通じて、「CQI=19」が「トランスポートブロックを送信可能な最小のCQI」であると判断し、「パケットの送信に用いられる送信方法に相当するCQI=19」を出力する。
なお、図6に示した送信フォーマット参照テーブルは、変調方式としてQPSK及び16QAMが混在するテーブルであるが、送信フォーマット参照テーブル保持部170は、能力的にQPSKのみに対応可能な移動局をサポートするために、QPSKのみで構成された送信フォーマット参照テーブルを保持するように構成されていてもよい。
なお、送信フォーマット参照テーブルにおいて、下りリンクの無線品質情報(CQI)及びパケットの送信に使用可能なコードリソースが固定されている場合に、トランスポートブロックサイズは、所定のパケット誤り率を満たし、かつ、最大値となるように設定されている。
なお、TFR選択部140は、後述するように、送信すべきパケットのデータ量が、前記送信方法として決定されたトランスポートブロックサイズ(TBS)より少ない場合に、該送信方法として決定された電力リソース量(Power)を低減するように構成されていてもよい(図9のステップS31参照)。
また、TFR選択部140は、後述するように、「(低減する電力リソース量Power)={(送信方法として決定されたトランスポートブロックサイズに相当する無線品質情報CQI)−(送信すべきパケットのデータ量に相当する無線品質情報CQI)}×(任意の係数α)」に従って、低減する電力リソース量(Power)を決定するように構成されていてもよい(図9のステップS31参照)。
また、TFR選択部140は、後述するように、電力リソース量を低減した場合で、かつ、前記パケットの送信に用いられる電力リソース量(Power)が所定の下限値(PowerMIN)よりも小さい場合に、該所定の下限値(PowerMIN)を前記パケットの送信に用いられる電力リソース(Power)として決定するように構成されていてもよい(図9のステップS32参照)。
また、TFR選択部140は、後述するように、前記送信方法として決定されたトランスポートブロックサイズ(TBS)が、最小データ送信単位(TBSMIN)よりも小さい場合、当該移動局に対して下りリンクのパケットを送信することを中止し、他の移動局に対して下りリンクのパケットを送信するように構成されていてもよい(図9のステップS27参照)。
また、TFR選択部140は、後述するように、前記送信方法として決定されたトランスポートブロックサイズ(TBS)が、送信すべきデータ量の最小単位よりも小さい場合、最小データ送信単位(TBSMIN)で前記パケットを送信することができるように前記送信方法を決定するように構成されていてもよい。
また、TFR選択部140は、後述するように、1つの送信タイミングにおいて、パケットの送信に使用可能な送信リソースが、複数の移動局に対して均等に割り当てられるように、送信方法を決定するように構成されていてもよい。
また、TFR選択部140は、後述するように、パケットの送信を行う移動局の送信方法を決定する際に、当該移動局の他にパケットを送信する移動局の数をNとし、下りリンクの無線品質情報を「下りリンクの無線品質情報−10×log10N」と変更し、送信方法として決定された電力リソース量を「10×log10N」に相当する量だけ低減することによって、送信方法を決定するように構成されていてもよい。
また、TFR選択部140は、後述するように、以前に送信したパケットを再送する場合に、以前の下りリンクの無線品質情報と、現在の下りリンクの無線品質情報と、以前のパケットの送信に使用可能な送信リソースと、現在のパケットの送信に使用可能な送信リソースとに基づいて、以前にパケットを送信した時の無線状態よりも、現在の無線状態の方が良いと判断した場合に、送信方法として決定された電力リソース量を低減するように構成されていてもよい。
また、TFR選択部140は、後述するように、「(低減する電力リソース量)={(現在の下りリンクの無線品質情報)−(以前の下りリンクの無線品質情報)}×(任意の係数)+{(現在のパケットの送信に使用可能な電力リソース)−(以前のパケットの送信に使用可能な電力リソース)}×(任意の係数)」に従って、低減する前記電力リソース量を決定するように構成されていてもよい。
また、TFR選択部140は、後述するように、電力リソース量を低減した場合で、かつ、パケットの送信に用いられる電力リソース量が所定の下限値よりも小さい場合に、当該所定の下限値をパケットの送信に用いられる電力リソース量として決定するように構成されていてもよい。
また、TFR選択部140は、後述するように、以前に送信したパケットを再送する場合に、以前の下りリンクの無線品質情報と、現在の下りリンクの無線品質情報と、以前のパケットの送信に使用可能な送信リソースと、現在のパケットの送信に使用可能な送信リソースとに基づいて、以前にパケットを送信した時の無線状態よりも、現在の無線状態の方が悪いと判断した場合に、パケットの送信に使用可能な送信リソースを最大限に使用するように、上述の送信方法を決定してもよい。
また、TFR選択部140は、後述するように、以前のパケットの送信の際に送信方法として決定された変調方式が16QAMである場合で、かつ、当該変調方式がQPSKに変更されたときの符号化率が所定値よりも小さくなる場合に、パケットの送信に用いられる変調方式をQPSKに変更することによって、パケットの送信に使用可能な送信リソースを最大限に使用するように、上述の送信方法を決定してもよい。
また、TFR選択部140は、後述するように、符号化率が1/3を下回らない範囲でパケットの送信に用いられるコードリソース量を大きくすることによって、パケットの送信に使用可能な送信リソースを最大限に使用するように、上述の送信方法を決定してもよい。
また、TFR選択部140は、後述するように、移動局から報告された下りリンクの無線品質情報が、所定の無線品質情報の上限値よりも大きい場合、当該移動局から報告された下りリンクの無線品質情報を、所定の無線品質情報の上限値に変更することによって、上述の送信方法を決定してもよい。
この結果、当該TTIにおいて、下りリンクのパケットは、TFR選択部140によって決定された送信方法を用いて、所定の移動局に対して送信される。
(本発明の第1の実施形態に係る移動通信システムの動作)
図7及び図8を参照して、本実施形態に係る移動通信システムにおいて、MAC-hs処理部112が、当該TTIにおいてパケットの送信に用いられる送信方法(送信フォーマット及び送信リソース)決定する動作について説明する。
本実施形態では、スケジューリング部130で決定された移動局(以後、当該移動局と呼ぶ)に対する下りリンクのパケットの送信に用いられる送信方法(送信フォーマット及び送信リソース)を決定する動作について説明する。また、本実施形態では、当該TTIにおいて、複数の移動局に対して下りリンクのパケットを送信する場合に、優先度の高い移動局から順に、本動作を適用するものとする。
ここで、TFR選択部140で決定された送信方法(送信フォーマット及び送信リソース)のうち、トランスポートブロックサイズを「TBS」とし、コードリソース量を「Code」とし、変調方式を「Mod」とし、電力リソース量を「Power」とし、及び、決定された送信方法(送信フォーマット及び送信リソース)に相当するCQIを「CQI」とする。
また、本実施形態では、CQI及び電力リソース量は、「dB」の領域で計算されるものとする。
図7に示すように、ステップS1において、TFR選択部140は、各移動局から報告されたCQIをCQI取得部110から取得すると共に、当該TTIにおいて使用可能なコードリソース量及び電力リソース量をMAC-hsリソース計算部150から取得する。ここで、TFR選択部140は、取得したCQIを「CQI」とし、取得したコードリソース量を「Code」とし、取得した電力リソース量を「Power」とする。
ステップS2において、「Code」が、当該移動局が受信可能なコードリソース量よりも大きい場合には、本動作はステップS3に進み、それ以外の場合には、本動作はステップS4に進む。
ステップS3において、TFR選択部140は、当該移動局が受信可能なコードリソース量を「Code」とする。
ステップS4において、「CQI」が、CQIの上限値である「CQIMAX」よりも大きい場合には、本動作はステップS5に進み、それ以外の場合には、本動作はステップS6に進む。
ステップS5において、TFR選択部140は、「CQIMAX」を「CQI」とする。
なお、CQIは、定義上「1〜30」の範囲の値で報告されるが、移動局の能力によっては、例えば、「1〜25」までの値については精度の高いCQIを報告できるが、「26〜30」の値については精度の低いCQIしか報告できないという場合が存在する。
このとき、「26〜30」の値のCQIが報告された場合に、TFR選択部140は、精度の低いCQIを用いて送信方法(送信フォーマット及び送信リソース)を決定し、結果として、パケット誤り率が増加してしまうという問題が存在する。したがって、CQIの上限値「CQIMAX」を「25」と設定することにより、TFR選択部140が、精度の低いCQIを用いて送信方法(送信フォーマット及び送信リソース)を決定することを回避することが可能となる。
CQIは、移動局において、下り方向の共有チャネルの全送信電力を「PowerDefault」と仮定して算出されているため、ステップS6において、TFR選択部140は、「CQI」を、「Power」に基づく値に読み替える。具体的には、TFR選択部140は、「CQI+Power−PowerDefault」によって算出される値を「CQI」とする。
ステップS7において、TFR選択部140は、H-ARQ制御部160から送信された再送情報に基づいて、送信するパケットが、H-ARQ制御における初回送信であるか否かについて判断する。H-ARQ制御における初回送信である場合には、本動作はステップ21(図9参照)に進み、それ以外の場合(すなわち、再送である場合)には、本動作はステップS8(図8参照)に進む。
図8に示すように、H-ARQ制御における再送時には、ステップS8において、TFR選択部140は、再送するパケットの初回送信時のトランスポートブロックサイズ「TBS」とCQI「CQI」とコードリソース量「Code」と変調方式「Mod」とを取得する。ここで、「TBS」と「CQI」と「Code」と「Mod」は、それぞれ、初回送信時の「TBS」と「CQI」と「Code」と「Mod」に相当する。
再送時のトランスポートブロックサイズは、初回送信時のトランスポートブロックサイズと同一であるため、ステップS9において、TFR選択部140は、再送するパケットのトランスポートブロックサイズ「TBS」を「TBS」とする。
ステップS10において、「CQI>CQIかつCode≧Code」が成立する場合には、本動作はステップS11に進み、それ以外の場合には、本動作はステップS11に進む。
ここで、「CQI」は、当該TTIにおいてパケットの送信に使用可能な電力リソースを考慮したCQIであり、「CQI」は、初回送信時においてパケットの送信に使用可能な電力リソースを考慮したCQIであるため、「CQI>CQI」は、電力リソースの観点から、初回送信時における無線品質よりも当該TTIにおける無線品質の方が良くなっていることを示す。また、同様に、「Code≧Code」は、コードリソースの観点から、初回送信時における無線品質よりも当該TTIにおける無線品質の方が良くなっていることを示す。
ステップS11において、TFR選択部140は、パケットの送信に用いられる電力リソース量を、初回送信時から当該TTIにかけて無線品質が良くなった分だけ低減する。具体的には、TFR選択部140は、パケットの送信に用いられる電力リソース量「Power」を、「Power=Power+(CQI−CQI)×α」によって算出する。ここで、αは、所定の定数である。また、定義上、CQIの単位は、電力リソース量の単位と同じ「dB」であるため、αを「1」とする。
かかる処理によって、無線品質が良くなった分だけ、パケットの送信に用いられる電力リソース量が低減するため、効率よく電力リソースを使用してパケットの送信を行うことが可能となると共に、他のセルへの干渉量を低減することも可能となる。
ステップS12において、「Power」が、所定の電力リソース量の下限値「PowerMIN」よりも小さい場合には、本動作はステップS13に進み、それ以外の場合には、本動作はステップS14に進む。
ステップS13において、TFR選択部140は、「PowerMIN」の値を「Power」に設定する。
パケットの送信に用いられる電力リソース量が、「PowerDefault」と比較して過度に小さい値の場合に、CQIと電力リソース量との間の線形性が崩れ、パケット誤り率が激しく劣化する場合が存在する。
例えば、ステップS11において、「CQI=2」で、かつ、「CQI=22」で、かつ、「Power=PowerDefault=40dBm」で、かつ、「α=1」であった場合に、「Power=20dBm」となるが、「Power」の値が過度に小さすぎるために、パケット誤り率が劣化する場合がある。
したがって、パケットの送信に用いられる電力リソース量の所定の下限値「PowerMIN」を設定し、パケットの送信に用いられる電力リソース量が「PowerMIN」よりも小さくならないようにすることにより、パケット誤り率の劣化を防ぐことが可能となる。
例えば、「PowerMIN=25dBm」と設定することにより、「CQI」に相当する送信方法で、電力リソース量を「20dBm」ではなく「25dBm」で送信を行うことが可能となり、パケット誤り率の劣化を防ぐことが可能となる。
ステップS14において、TFR選択部140は、パケットの送信に用いられるコードリソース量「Code」及び変調方式「Mod」を、初回送信時のコードリソース量「Code」及び変調方式「Mod」と同一にする。
ステップS15において、初回送信時の変調方式「Mod」が「QPSK」である場合には、本動作はステップS17に進み、それ以外の場合(すなわち、初回送信時の変調方式「Mod」が「16QAM」である場合)には、本動作はステップS16に進む。
ステップS16において、変調方式を「QPSK」に変更して、コードリソース量を最大限に使用した場合に、送信するパケットの符号化率が所定の符号化率の上限値「CRMAX」よりも小さい場合には、本動作はステップS18に進み、それ以外の場合には、本動作はステップS17に進む。
ここで、符号化率とは、送信するパケットのビット数(CRCの24ビットを含む)と、送信するパケットの物理チャネルにおけるビット数の比のことを指す。変調方式が「QPSK」である場合で、「SF=16」で「TTI=3スロット」である場合に、「送信するパケットの物理チャネルにおけるビット数」は、「2560[chips/slot]×3[slots]/16[chips/symbol]×2 [bits/symbol]×(コードリソース量)=960×「Code」となる。
ステップS17において、TFR選択部140は、できるだけ符号化率が1/3に近くなるように、コードリソース量「Code」を算出する。
変調方式が「QPSK」である場合、符号化率を1/3とすると、「1/3=(TBS+24)/(960×(コードリソース量))であるため、TFR選択部140は、「Code=Rounddown((TBS+24)/320)」に従って、「Code」を算出する。
一方、変調方式が「16QAM」である場合、符号化率を1/3とすると、「1/3=(TBS+24)/(1920×(コードリソース量))であるため、TFR選択部140は、「Code=Rounddown((TBS+24)/640)」に従って、「Code」を算出する。
ここで、関数Rounddown(x)は、引数「x」を切り下げる関数である。
また、TFR選択部140は、コードリソース量「Code」が「1」以上となるように、かつ、コードリソース量「Code」が初回送信時のコードリソース量「Code」以上となるように、かつ、コードリソース量「Code」が使用可能なコードリソース量「Code」以下となるように、「Code=Minimum(Code,Maximum(Code,Code,1))に従って、「Code」を算出する。
ここで、関数Minimum(x,y,z,…)及び関数Maximum(x,y,z,…)は、それぞれ、引数x,y,z,…のうちの最小値及び最大値を示す関数である。
ステップS18において、TFR選択部140は、パケットの送信に用いられる電力リソース量「Power」を、当該TTIにおいて使用可能な電力リソース量「Power」と同一とし、パケットの送信に用いられる変調方式「Mod」を、初回送信時に用いられた変調方式「Mod」と同一とする。
ステップS19において、TFR選択部140は、変調方式を「QPSK」とした場合に、できるだけ符号化率が1/3に近くなるように、コードリソース量「Code」を算出する。
また、TFR選択部140は、コードリソース量「Code」が「1」以上となるように、かつ、コードリソース量「Code」が初回送信時のコードリソース量「Code」以上となるように、かつ、コードリソース量「Code」が使用可能なコードリソース量「Code」以下となるように、「Code=Minimum(Code,Maximum(Code,Code,1))に従って、「Code」を算出する。
ステップS20において、TFR選択部140は、パケットの送信に用いられる電力リソース量「Power」を、当該TTIにおいて使用可能な電力リソース量「Power」と同一にし、パケットの送信に用いられる変調方式「Mod」を「QPSK」とする。
このように、電力リソース又はコードリソースの観点から、初回送信時の無線品質よりも当該TTIにおける無線品質の方が悪くなっている場合には、パケットを送信するためにできるだけ多くの電力リソース量を使用し、符号化的に効果がある領域までできるだけ多くのコードリソース量を使用することにより、再送時におけるパケット誤り率を低減することが可能となる。
また、初回送信時に使用された変調方式が「16QAM」であった場合には、パケットの送信に用いられる変調方式を「QPSK」として、コードリソース量を最大限使用したときに適切な符号化率となる場合には、変調方式を「QPSK」に変更する。
このように、フェージング変動やマルチパス干渉に対する耐性が強い変調方式である「QPSK」を使用することにより、再送時におけるパケット誤り率を低減することが可能となる。
図9に示すように、H-ARQ制御における初回送信時には、ステップS21において、当該TTIにおいて使用可能なコードリソース量「Code」が、所定の閾値「Codeth」より大きい場合で、かつ、当該TTIにおいて使用可能な電力リソース量「Power」を考慮したCQIである「CQI」が、所定の閾値「CQIth」より大きい場合で、かつ、当該移動局の他にパケットを送信すべき移動局が存在する場合には、本動作はステップS22に進み、それ以外の場合には本動作はステップS24に進む。
ここで、「当該移動局の他にパケットを送信すべき移動局が存在する場合」とは、送るべきデータキューを持つ移動局が存在し、かつ、かかる移動局へのパケット送信に関する制御情報を伝送するHS-SCCHが存在する場合のことを指す。
ステップS22において、TFR選択部140は、当該移動局の他にパケットを送信すべき移動局の数を「n」とすると、当該TTIにおいて使用可能な電力リソース量がn等分されるように「CQI」の値を低減する。具体的には、TFR選択部140は、「CQI=CQI−minus(n)」を計算する。
ここで、関数minus(n)は、当該移動局の他にパケットを送信すべき移動局の数「n」を引数とする関数である。CQIの単位は「dB」であるため、例えば、TFR選択部140は、「n=2」の場合には、電力リソースが2等分されるように「CQI」の値を低減するために「minus(2)=3」と設定し、「n=3」の場合には、電力リソースが3等分されるように「CQI」の値を低減するために「minus(3)=4.7」と設定し、「n=4」の場合には、電力リソースが4等分されるように「CQI」の値を低減するために「minus(4)=6」と設定する。
また、TFR選択部140は、「minus(x)=10×log10N」としてもよい。
ステップS23において、TFR選択部140は、ステップS22で「CQI」の値を低減した際に、低減後のCQIの値である「CQI」が、所定の閾値「CQIth」よりも小さくならないようにする。
ステップS24において、当該移動局の他にパケットを送信すべき移動局が存在しない場合には、TFR選択部140は、「CQI=CQI」とする。
ステップS21〜S24の処理により、TFR選択部140は、当該TTIにおいて複数の移動局に対して下りリンクのパケットを送信する際に、複数の移動局に対して均等に電力リソース量を割り当てることが可能となる。
ステップS25において、TFR選択部140は、当該TTIにおいて使用可能なコードリソース量「Code」と「CQI」とに基づいて、送信フォーマット参照テーブルを参照して、当該TTIにおいてパケットの送信に用いられるトランスポートブロックサイズ「TBS」を算出する。
ステップS26において、「TBS」が「TBSMIN」よりも小さい場合には、本動作はステップS27に進み、それ以外の場合には、本動作はステップS28に進む。
ここで、「TBSMIN」は、「(上位レイヤーにおける1つのパケットのデータ量)+(ヘッダのデータ量)」によって構成される最小データ送信単位である。
なお、MAC-hsレイヤー及びレイヤー1において送信するパケットは、上位レイヤーにおけるパケットとヘッダとによって構成されているため、上位レイヤーにおける1つのパケットのデータ量とヘッダのデータ量とを足し合わせた値「TBSMIN」よりも小さなトランスポートブロックサイズでは、どのようなパケットも送信することができない。
ステップS27において、TFR選択部140は、当該TTIにおいてパケットの送信に用いられるトランスポートブロックサイズ「TBS」が小さい場合、上位レイヤーのパケットを1つも送ることができないため、当該移動局に対するパケットの送信を中止し、スケジューリング部130が、再度、当該TTIにおいてパケットを送信すべき移動局の選定を行う。
ここで、スケジューリング部130は、ステップS27において、その都度、上述のような移動局の再選定を行う代わりに、当該TTIにおいて使用可能な電力リソース量及びコードリソース量を仮定して、予め「上位レイヤーのパケットを1つも送ることができない移動局」を選定し、スケジューリング対象から外すという処理を行ってもよい。
また、スケジューリング部130が、再度、当該TTIにおいてパケットを送信すべき移動局の選定を行う代わりに、TFR選定部140は、「TBS」を、上位レイヤーのパケットを1つだけ送ることができるトランスポートブロックサイズ(最小データ送信単位)に変更し、その後、ステップS28以降の処理を行ってもよい。
この場合、実際のパケット誤り率が所望のパケット誤り率よりも劣化するが、当該移動局に対してパケットが送信されるため、当該移動局に対して全くパケットが送信されないという事態を回避することが可能となる。
ステップS28において、当該TTIにおいて当該移動局に対して送信を行うべきパケットのデータ量(データの大きさ)が「TBS」よりも大きい場合には、本動作はステップS29aに進み、それ以外の場合には、本動作はステップS30に進む。
ステップS29aにおいて、TFR選定部140は、当該TTIにおいて使用可能な電力リソース「Power」と、ステップS21〜S24で算出した「CQI」及び「CQI」とに基づいて、送信フォーマット参照テーブルを参照して、パケットの送信に用いられる電力リソース「Power」を算出する。
具体的には、TFR選定部140は、以下の式を用いて、「Power」を算出する。
Power=Power−(CQI−CQI)+TF_Related_Offset(Code,CQI
また、TFR選定部140は、前記送信フォーマット参照テーブルを参照して、パケットの送信に用いられる変調方式「Mod」及びコードリソース量「Code」を算出する。
具体的には、TFR選定部140は、以下の式を用いて、「Mod」及び「Code」を算出する。
Mod=TF_Related_Mod(Code,CQI
Code=TF_Related_Code(Code,CQI
さらに、TFR選定部140は、パケットの送信に用いられるトランスポートブロックサイズ「TBS」を「TBS」とする。
ステップS29bにおいて、「Power」が、所定の電力リソース量の下限値「PowerMIN」よりも小さい場合には、本動作はステップS29cに進み、それ以外の場合には、本動作は終了する。
ステップS29cにおいて、TFR選択部140は、「PowerMIN」の値を「Power」に設定する。
ステップS30において、TFR選定部140は、当該TTIにおいて使用可能なコードリソース量「Code」と、送信すべきパケットを送信可能な最小のトランスポートブロックサイズとに基づいて、送信フォーマット参照テーブルを参照して、送信すべきデータを送信可能な最小のトランスポートブロックサイズに対応するCQIである「CQI」を算出する。
具体的には、TFR選定部140は、以下の式を用いて、「CQI」を算出する。
CQI=TF_Related_CQI(Code,送信すべきパケットを送信可能な最小のトランスポートブロックサイズ)
ステップS31において、TFR選定部140は、当該TTIにおいて使用可能な電力リソース量「Power」と、「CQI」及び「CQI」とに基づいて、パケットの送信に用いられる電力リソース量「Power」を算出する。
具体的には、TFR選定部140は、以下の式を用いて、「Power」を算出する。
Power=Power−(CQI−CQI)×α
ここで、αは所定の定数である。定義上、CQIの単位は、電力リソース量の単位と同じ「dB」であるため、αを「1」とする。
かかる処理によって、送信するパケットのデータ量が小さくなった分だけ、パケットの送信に用いられる電力リソース量が低減するため、効率よく電力リソースを使用してパケットの送信を行うことが可能となると共に、他のセルへの干渉量を低減することも可能となる。
ステップS32において、「Power」が、所定の電力リソース量の下限値「PowerMIN」よりも小さい場合には、本動作はステップS33に進み、それ以外の場合には、本動作はステップS34に進む。
ステップS33において、TFR選択部140は、「PowerMIN」の値を「Power」に設定する。
パケットの送信に用いられる電力リソース量が、「PowerDefault」と比較して過度に小さい値の場合に、CQIと電力リソース量との間の線形性が崩れ、パケット誤り率が激しく劣化する場合が存在する。
例えば、ステップS31において、「CQI=2」で、かつ、「CQI=22」で、かつ、「Power=PowerDefault=40dBm」で、かつ、「α=1」であった場合に、「Power=20dBm」となるが、「Power」の値が過度に小さすぎるために、パケット誤り率が劣化する場合がある。
したがって、パケットの送信に用いられる電力リソース量の所定の下限値「PowerMIN」を設定し、パケットの送信に用いられる電力リソース量が「PowerMIN」よりも小さくならないようにすることにより、パケット誤り率の劣化を防ぐことが可能となる。
例えば、「PowerMIN=25dBm」と設定することにより、「CQI」に相当する送信方法で、電力リソース量を「20dBm」ではなく「25dBm」で送信を行うことが可能となり、パケット誤り率の劣化を防ぐことが可能となる。
ステップS34において、TFR選択部140は、送信フォーマット参照テーブルを参照して、パケットの送信に用いられる変調方式「Mod」及びコードリソース量「Code」を算出する。
具体的には、TFR選択部140は、以下の式を用いて、「Mod」及び「Code」を算出する。
Mod=TF_Related_Mod(Code,CQI)
Code=TF_Related_Code(Code,CQI)
さらに、TFR選択部140は、パケットの送信に用いられるトランスポートブロックサイズ「TBS」に「TBS」の値を設定する。
(本発明の第1の実施形態に係る移動通信システムの作用・効果)
本発明の第1の実施形態に係る移動通信システムによれば、パケットの送信に使用可能な送信リソースと、下りリンクの無線品質情報と、パケットの送信に用いられる送信方法とを関連付けて記憶している送信フォーマット参照テーブル保存部170に保存されている送信フォーマット参照テーブルを参照することによって、パケットの送信に用いられる送信方法(送信フォーマット及び送信リソース)を効率的に決定することができる。
(変更例1)
上述の第1の実施形態では、図6に示すように、送信フォーマット参照テーブルにおける電力リソース量のオフセット値のステップ幅は、CQIの単位が1dBであるために、1dBに設定されている。
しかしながら、本発明は、かかる場合に限定されるものではなく、図10に示すように、電力リソース量のオフセット値を、「1dB」ではなく「0.7dB」等の「1dB」より小さい値をした場合にも適用可能である。すなわち、本変更例1では、送信フォーマット参照テーブルにおいて、電力リソースのオフセット値のステップ幅が、1dB未満に設定されている。
本変更例1によれば、電力リソース量のオフセット値を適切な値に設定することが可能となる。この結果、パケットの送信に用いられる電力リソースが、上述の「PowerDefault」と比較して過度に小さい値の場合であっても、CQIと電力リソース量と間の線形性が崩れ、パケットの誤り率が激しく劣化することを回避することができる。
(変更例2)
また、例えば、図8のステップS11において、「CQI−CQI」の値が大きい時、又は、図9のステップS31において、「CQI−CQI」の値が大きい時には、CQIと電力リソース量との間の線形性が崩れることにより、αを「1」と設定した場合、過剰に電力リソースを低減することがある。このとき、電力リソース量が所望の値よりも小さくなるため、パケット誤り率が劣化するという問題が存在する。
そこで、本変更例2では、αを「1」ではなく、例えば、「0.7」と設定することにより、低減する電力リソース量が過剰に大きくなることを防ぐことが可能となり、結果として、パケット誤り率の劣化を防ぐことが可能となる。
すなわち、所定の定数αを用いて、効率よく送信リソースを使用するために低減する電力リソース量と、過剰に電力リソース量を低減することによるパケット誤り率の劣化度合いを制御することが可能となる。
(変更例3)
本変更例3では、TFR選択部140は、パケットの送信に使用可能な送信リソースに含まれる電力リソースが残っている場合、パケットの送信に用いられる送信方法として決定された電力リソース量に当該電力リソースを加える。
ここで、複数の移動局に対して下りリンクのパケットを送信する場合には、TFR選択部140は、均等に、残りの電力リソースを足し合わせる。また、TFR選択部140は、上記のように「均等」ではなく、最も優先度の高い移動局に対して優先的に、残りの電力リソースを割り当ててもよい。
本変更例3によれば、本来よりも多めに電力リソース量を割り当てることにより、パケット誤り率を引き下げることが期待できる。
(変更例4)
また、MAC-hs処理部112は、例えば、CPUやデジタルシグナルプロセッサ(DSP)やFPGA等のプログラムの書き換えが可能なプログラマブルデバイスで構成されており、上述した処理を実行するプログラムが所定のメモリ領域に記憶されており、パラメータ又は関数(CQIMAX、α、PowerMIN、CRMAX、Codeth、CQIth、minus(n))がダウンロードによって書き換えられる構成がとられていてもよい。
この時、MAC-hs処理部112は、上述のパラメータ又は関数を無線基地局100の上位ノードからダウンロードするように構成されていてもよいし、TFR選択部140及びTBS再選択部180に端末I/F(外部インターフェース機能)を設け、直接、端末から上述のパラメータ又は関数を読み込むように構成されていてもよい。
また、MAC-hs処理部112の各機能ブロックは、ハードウェアで分割されていてもよいし、プロセッサ上のプログラムでソフトウェアとして分割されていてもよい。
また、上述の実施形態では、3GPPにおける高速パケット伝送方式であるHSDPA方式に関して記述したが、本発明は、HSDPA方式に限定されるものではなく、移動通信システムにおける下りパケットの送信制御(特にAMC方式)を行う他の高速パケット伝送方式に適用することが可能である。
例えば、他の高速パケット伝送方式としては、3GPP2におけるcdma2000方式の1xEV-DO方式やTDD方式における高速パケット伝送方式等が挙げられる。
(変更例5)
上述の第1の実施形態に係る送信フォーマット参照テーブルは、CQIと、トランスポートブロックサイズと、コードリソース量と、変調方式と、電力リソースのオフセット値とを関連付けていたが、本変更例5に係る送信フォーマット参照テーブルは、下りリンクの無線品質情報として、CQIの代わりに、SIRを保持するように構成されている。
すなわち、本変更例5に係る送信フォーマット参照テーブルは、SIRと、トランスポートブロックサイズと、コードリソース量と、変調方式と、電力リソースの電力オフセットとを関連付けている。
ここで、TFR選択部140における下りリンクのパケットの送信方法を決定する動作においては、送信フォーマット参照テーブル保持部170は、所定の計算式を用いて、CQIの値をSIRの値に変換する。かかる計算式としては、例えば、「SIR=CQI−4.5」のような式が考えられる。
本発明の一実施形態に係る移動通信システムの全体構成図である。 本発明の一実施形態に係る移動通信システムの無線基地局の機能ブロック図である。 本発明の一実施形態に係る移動通信システムの無線基地局のベースバンド信号処理部の機能ブロック図である。 本発明の第1の実施形態に係る移動通信システムの無線基地局のベースバンド信号処理部のMAC-hs処理部の機能ブロック図である。 本発明の第1の実施形態に係る移移動通信システムの無線基地局のベースバンド信号処理部のMAC-hs処理部のH-ARQ制御部で行われるストップアンドウェイトプロトコルの動作の一例を示す図である。 本発明の第1の実施形態に係る移移動通信システムの無線基地局のベースバンド信号処理部のMAC-hs処理部の送信フォーマット参照テーブル保持部で保持される送信フォーマット参照テーブルの一例を示す図である。 本発明の第1の実施形態に係る移移動通信システムの無線基地局のベースバンド信号処理部のMAC-hs処理部のTFR選択部において、下りリンクのパケットの送信方法を決定する動作を示すフローチャートである。 本発明の第1の実施形態に係る移移動通信システムの無線基地局のベースバンド信号処理部のMAC-hs処理部のTFR選択部において、下りリンクのパケットの送信方法を再決定する動作を示すフローチャートである。 本発明の第1の実施形態に係る移移動通信システムの無線基地局のベースバンド信号処理部のMAC-hs処理部のTFR選択部において、下りリンクのパケットの送信方法を再決定する動作を示すフローチャートである。 本発明の変更例1に係る移移動通信システムの無線基地局のベースバンド信号処理部のMAC-hs処理部の送信フォーマット参照テーブル保持部で保持される送信フォーマット参照テーブルの一例を示す図である。
符号の説明
10、11、12…移動局
100…無線基地局
101…送受信アンテナ
102…アンプ部
103…送受信部
104…ベースバンド信号処理部
105…呼処理部
106…伝送路インターフェース
111…レイヤー1処理部
112…MAC-hs処理部
110…CQI取得部
120…ACK/NACK/DTX取得部
130…スケジューリング部
140…TFR選択部
150…MAC-hsリソース計算部
151…HS-DSCH電力リソース計算部
152…HS-DSCHコードリソース計算部
160…H-ARQ制御部
170…送信フォーマット参照テーブル保持部

Claims (22)

  1. 複数の移動局に対する下りリンクのパケットの送信を制御するパケット送信制御装置であって、
    前記パケットの送信に使用可能な送信リソースと、前記下りリンクの無線品質情報と、前記パケットの送信に用いられる送信方法とを関連付けて記憶する記憶部と、
    前記移動局から報告された前記下りリンクの無線品質情報と、前記パケットの送信に使用可能な送信リソースとに基づいて、前記記憶部を参照して、前記パケットの送信に用いられる送信方法を決定する決定部と、
    決定された前記送信方法を用いて前記パケットを送信するパケット送信部とを具備することを特徴とするパケット送信制御装置。
  2. 前記記憶部は、
    前記送信方法として、前記パケットの送信に用いられるトランスポートブロックサイズを記憶しており、
    前記記憶部において、前記下りリンクの無線品質情報及び前記パケットの送信に使用可能なコードリソースが固定されている場合に、前記トランスポートブロックサイズは、所定のパケット誤り率を満たし、かつ、最大値となるように設定されていることを特徴とする請求項1に記載のパケット送信制御装置。
  3. 前記記憶部は、前記送信方法として、前記パケットの送信に用いられるトランスポートブロックサイズと、前記パケットの送信に用いられる変調方式と、前記パケットの送信に用いられるコードリソース量と、前記パケットの送信に用いられる電力リソース量とを記憶することを特徴とする請求項1に記載のパケット送信制御装置。
  4. 前記決定部は、送信すべきパケットのデータ量が、前記送信方法として決定されたトランスポートブロックサイズより少ない場合に、該送信方法として決定された電力リソース量を低減することを特徴とする請求項1に記載のパケット送信制御装置。
  5. 前記決定部は、「(低減する電力リソース量)={(送信方法として決定されたトランスポートブロックサイズに相当する無線品質情報)−(送信すべきパケットのデータ量に相当する無線品質情報)}×(任意の係数)」に従って、低減する電力リソース量を決定することを特徴とする請求項4に記載のパケット送信制御装置。
  6. 前記任意の係数は、1未満であることを特徴とする請求項5に記載のパケット送信制御装置。
  7. 前記決定部は、前記電力リソース量を低減した場合で、かつ、前記パケットの送信に用いられる電力リソース量が所定の下限値よりも小さい場合に、該所定の下限値を前記パケットの送信に用いられる電力リソース量として決定することを特徴とする請求項4に記載のパケット送信制御装置。
  8. 前記決定部は、前記送信方法として決定されたトランスポートブロックサイズが、最小データ送信単位よりも小さい場合、前記移動局に対して前記下りリンクのパケットを送信することを中止し、他の移動局に対して前記下りリンクのパケットを送信することを特徴とする請求項1に記載のパケット送信制御装置。
  9. 前記決定部は、前記送信方法として決定されたトランスポートブロックサイズが、最小データ送信単位よりも小さい場合、前記最小データ送信単位で前記パケットを送信することができるように前記送信方法を決定することを特徴とする請求項1に記載のパケット送信制御装置。
  10. 前記決定部は、1つの送信タイミングにおいて、前記パケットの送信に使用可能な送信リソースが、前記複数の移動局に対して均等に割り当てられるように、前記送信方法を決定することを特徴とする請求項1に記載のパケット送信制御装置。
  11. 前記決定部は、前記パケットの送信を行う移動局の送信方法を決定する際に、該移動局の他に前記パケットを送信する移動局の数をNとし、前記下りリンクの無線品質情報を「下りリンクの無線品質情報−10×log10N」と変更し、前記送信方法として決定された電力リソース量を「10×log10N」に相当する量だけ低減することによって、前記送信方法を決定することを特徴とする請求項1に記載のパケット送信制御装置。
  12. 前記決定部は、以前に送信した前記パケットを再送する場合に、以前の下りリンクの無線品質情報と、現在の下りリンクの無線品質情報と、以前の前記パケットの送信に使用可能な送信リソースと、現在の前記パケットの送信に使用可能な送信リソースとに基づいて、以前に前記パケットを送信した時の無線状態よりも、現在の無線状態の方が良いと判断した場合に、前記送信方法として決定された電力リソース量を低減することを特徴とする請求項1に記載のパケット送信制御装置。
  13. 前記決定部は、「(低減する電力リソース量)={(現在の下りリンクの無線品質情報)−(以前の下りリンクの無線品質情報)}×(任意の係数)+{(現在のパケットの送信に使用可能な電力リソース)−(以前のパケットの送信に使用可能な電力リソース)}×(任意の係数)」に従って、低減する前記電力リソース量を決定することを特徴とする請求項12に記載のパケット送信制御装置。
  14. 前記任意の係数は、1未満であることを特徴とする請求項13に記載のパケット送信制御装置。
  15. 前記決定部は、前記電力リソース量を低減した場合で、かつ、前記パケットの送信に用いられる電力リソース量が所定の下限値よりも小さい場合に、該所定の下限値を前記パケットの送信に用いられる電力リソース量として決定することを特徴とする請求項12に記載のパケット送信制御装置。
  16. 前記決定部は、以前に送信した前記パケットを再送する場合に、以前の下りリンクの無線品質情報と、現在の下りリンクの無線品質情報と、以前の前記パケットの送信に使用可能な送信リソースと、現在の前記パケットの送信に使用可能な送信リソースとに基づいて、以前に前記パケットを送信した時の無線状態よりも、現在の無線状態の方が悪いと判断した場合に、前記パケットの送信に使用可能な送信リソースを最大限に使用するように前記送信方法を決定することを特徴とする請求項1に記載のパケット送信制御装置。
  17. 前記決定部は、以前の前記パケットの送信の際に前記送信方法として決定された変調方式が16QAMである場合で、かつ、該変調方式がQPSKに変更されたときの符号化率が所定値よりも小さくなる場合に、前記パケットの送信に用いられる変調方式をQPSKに変更することによって、前記パケットの送信に使用可能な送信リソースを最大限に使用するように前記送信方法を決定することを特徴とする請求項16に記載のパケット送信制御装置。
  18. 前記決定部は、符号化率が1/3を下回らない範囲で前記パケットの送信に用いられるコードリソース量を大きくすることによって、前記パケットの送信に使用可能な送信リソースを最大限に使用するように前記送信方法を決定することを特徴とする請求項16に記載のパケット送信制御装置。
  19. 前記決定部は、前記移動局から報告された前記下りリンクの無線品質情報が、所定の無線品質情報の上限値よりも大きい場合、前記移動局から報告された前記下りリンクの無線品質情報を、前記所定の無線品質情報の上限値に変更することによって、前記送信方法を決定することを特徴とする請求項1に記載のパケット送信制御装置。
  20. 前記決定部は、前記パケットの送信に使用可能な送信リソースに含まれる電力リソースが残っている場合、前記パケットの送信に用いられる送信方法として決定された電力リソース量に該電力リソースを加えることを特徴とする請求項1に記載のパケット送信制御装置。
  21. 前記記憶部は、前記送信方法として、前記パケットの送信に用いられる電力リソース量のオフセット値を記憶しており、
    前記記憶部において、前記電力リソースのオフセット値のステップ幅は、1dB未満に設定されていることを特徴とする請求項1に記載のパケット送信制御装置。
  22. 複数の移動局に対する下りリンクのパケットの送信を制御するパケット送信制御方法であって、
    前記パケットの送信に使用可能な送信リソースと、前記下りリンクの無線品質情報と、前記パケットの送信に用いられる送信方法とを関連付けるテーブルを生成する工程と、
    前記移動局から報告された前記下りリンクの無線品質情報と、前記パケットの送信に使用可能な送信リソースとに基づいて、前記テーブルを参照して、前記パケットの送信に用いられる送信方法を決定する工程と、
    決定された前記送信方法を用いて前記パケットを送信する工程とを有することを特徴とするパケット送信制御方法。

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