JP2006148490A - 高速パケット伝送システムにおけるｄｒｃ信号送信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 スループットの劣化を抑制しつつパケット割当て可能性の低いＤＲＣ値を持つＤＲＣ信号は送信しないようにすること。
【解決手段】 ＤＲＣしきい値算出部２０１では、ＤＲＣしきい値を算出する。報知信号生成部２０２では、ＤＲＣしきい値算出部２０１が算出したＤＲＣしきい値を各ユーザ端末に報知する信号の生成を行う。拡散部２０３では、報知信号生成部２０２が生成した報知信号を拡散信号に変換して信号多重部１６１１に与える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、高速パケット伝送システムにおけるＤＲＣ信号送信方法に関する。

携帯電話網ｃｄｍａ２０００において採用されているデータ伝送の高速化を図る技術ＨＤＲ（High Data Rate）は、標準化団体３ＧＰＰ２において標準化されている（3GPP2 C.S0024 Ver.4.0）が、このＨＤＲ技術をベースとしてデータ部分のみの高速化を図った高速パケット伝送システムは、１ｘＥＶ−ＤＯ（Evolution Data Only）システムと称されている。なお、「１ｘ」は、シングルキャリアであることを意味している。

この１ｘＥＶ−ＤＯシステムは、例えば特許文献１、２に紹介されている。ここでは、図１５〜図２１を参照して、本発明に関わる部分についてその概要を説明する。

図１５は、従来の高速パケット伝送システムにおけるＤＲＣ信号送信方法を説明するシステム図である。図１５において、基地局ＢＴＳのセル内に居る移動機であるユーザ端末Ａ、Ｂ、Ｃは、時分割された時間位置で基地局ＢＴＳと通信するが、基地局ＢＴＳは、その時間位置でパケットを送信するのに最適なユーザ端末を以下の方法で判断する。

セル内の各ユーザ端末は、基地局ＢＴＳが送信する共通パイロット信号（ＣＰＩＣＨ）を受信し、下り回線の受信品質ＣＩＲ（Carrier to Interference Ratio：搬送波対干渉雑音電力比）を測定する。そして、各ユーザ端末は、測定した受信品質においてパケットの受信に使用可能なデータレートを設定し、そのデータレートを示すＤＲＣ値を持つＤＲＣ（Data Rate Control）信号を基地局ＢＴＳにある周期で送信する。

ここで、ＤＲＣ値は、受信品質が良くなるほど大きな値となり、受信品質が悪くなるほど小さな値となる。受信品質の良いユーザ端末では、それだけ変調多値数が多く、符号化率の低い信号を受信することが可能であるので、高いＤＲＣ値を持つＤＲＣ信号によって高いデータレートのパケットを要求することができる。逆に、受信品質の悪いユーザ端末では、データレートの低いパケットでしか受信することが困難であるので、低いＤＲＣ値を持つＤＲＣ信号しか送信できないことになる。

基地局ＢＴＳは、各パケット割当てタイミングにおいて各ユーザ端末から送信されてきたＤＲＣ信号のＤＲＣ値、更に各ユーザ端末の平均データレートから、次回パケットを送信するユーザ端末と用いるデータレートとを決定する。そして、基地局ＢＴＳは、パケット割当てタイミング毎に、決定したユーザ端末にそのＩＤを送信パケット通知信号（Preamble）によって通知することを繰り返す。

各ユーザ端末は、自装置のＩＤ宛ての送信パケット通知信号を検出した場合、その後に続いて送信されてくるパケットデータをＤＲＣ信号によって要求したデータレートで受信することになる。

これらの処理を各処理時間単位で繰り返し行うことによって、効率的にパケットを割当てることが可能となり、スループットが増大する。図１５では、ユーザ端末Ａ、Ｂがパケット割当てを受けるが、ユーザ端末Ｃはパケット割当てを受けないとしている。次に、従来の基地局とユーザ端末の構成と具体的な動作について説明する。

図１６は、図１５に示す基地局の構成例を示すブロック図である。図１６において、アンテナ１６０１には、図示しない送受共用器を介して受信ＲＦ部１６０２と送信ＲＦ部１６０３とが接続されている。受信ＲＦ部１６０２は、アンテナ１６０１にて受信された無線信号をベースバンド信号に変換し、それを並列に接続される逆拡散部１６０４−１〜１６０４−ｎに出力する。

逆拡散部１６０４−１〜１６０４−ｎの出力端には、ＤＲＣ信号復調部１６０５−１〜１６０５−ｎが１対１の関係で接続されている。即ち、逆拡散部とＤＲＣ信号復調部の直列回路は、ユーザ端末毎に設けられ、入力するベースバンド信号をそのユーザ端末に対応した拡散信号を用いて逆拡散し、対応するＤＲＣ信号を復元する。復元された各ユーザ端末のＤＲＣ信号はユーザスケジューラ部１６０６に与えられる。割当てバッファ部１６０７には、各ユーザ端末の平均データレートが格納されている。

ユーザスケジューラ部１６０６は、各パケット割当てタイミングにおいて、復元された各ユーザ端末のＤＲＣ信号（ＤＲＣ値）を用いるスケジューリングアルゴリズムによって、または、復元された各ユーザ端末のＤＲＣ信号（ＤＲＣ値）と割当てバッファ部１６０７に格納される各ユーザ端末の平均データレートとを用いるスケジューリングアルゴリズムによって、受信品質の良いユーザ端末には高い優先度を与え、逆に受信品質の悪いユーザ端末には低い優先度を与える。そして、各ユーザ端末に与えた優先度の中で最高の優先度を持つユーザ端末を次回のパケット割当てタイミングにおいてパケットを送信するユーザ端末と決定する（パケット割当て）。

パケットフォーマット割当て部１６０８は、ユーザスケジューラ部１６０６が決定したユーザ端末に送信するパケットにデータレートに応じた変調フォーマットを割当てて適応変調部１６０９に与える。また、パケットフォーマット割当て部１６０８は、ユーザスケジューラ部１６０６が決定したユーザ端末にパケットを割当てた旨を通知する信号に所定の変調フォーマットを割当てて送信パケット通知信号生成部１６１２に与える。

送信パケット通知信号生成部１６１２は、パケットフォーマット割当て部１６０８から割当てを受けた変調フォーマットでユーザスケジューラ部１６０６が決定したユーザ端末に送信する送信パケット通知信号を生成する。生成された送信パケット通知信号は拡散部１６１３にて拡散信号となり、信号多重部１６１１に入力される。

また、適応変調部１６０９は、パケットフォーマット割当て部１６０８から割当てを受けた変調フォーマットにユーザスケジューラ部１６０６が決定したユーザ端末に送信するパケット信号を適用し、それを所定の変調方式で変調する。変調されたパケット信号は拡散部１６１０にて拡散信号となり、信号多重部１６１１に入力される。

さらに、パイロット信号生成部１６１４にて生成されるパイロット信号は拡散部１６１５にて拡散信号となり、信号多重部１６１１に入力される。信号多重部１６１１は、パケット信号と送信パケット通知信号とパイロット信号とを時間多重したベースバンド信号を送信ＲＦ部１６０３に与える。送信ＲＦ部１６０３は、時間多重されたパケット信号と送信パケット通知信号とパイロット信号とを無線信号に変換し、図示しない送受共用器を介してアンテナ１６０１に供給する。

また図１７は、図１５に示すユーザ端末の構成例を示すブロック図である。図１７において、アンテナ１７０１には、図示しない送受共用器を介して受信ＲＦ部１７０２と送信ＲＦ部１７０３とが接続されている。受信ＲＦ部１７０２は、アンテナ１７０１にて受信された無線信号をベースバンド信号に変換し、それを並列に接続される逆拡散部１７０４、１７０５、１７０６に出力する。

逆拡散部１７０４は、入力するベースバンド信号内のデータ部分について所定の拡散信号を用いて逆拡散し、適応復調部１７０７に与える。逆拡散部１７０５は、入力するベースバンド信号内の制御情報の部分について所定の拡散信号を用いて逆拡散し、制御情報復調部１７０８に与える。適応復調部１７０７は、逆拡散部１７０４の出力から元のデータ信号を復元することを制御情報復調部１７０８からの制御情報に従って行い、受信処理部１７０９に与える。受信処理部１７０９は、適応復調部１７０７にて復元されたデータから受信処理状況を示す情報を抽出し、パケット受信可否情報生成部１７１６に与える。

逆拡散部１７０６は、入力するベースバンド信号内のパイロット信号について所定の拡散信号を用いて逆拡散し、受信品質測定部１７１０に与える。受信品質測定部１７１０は逆拡散部１７０６が出力するパイロット信号の受信レベルを用いて受信品質ＣＩＲを測定する。ＤＲＣ信号選択部１７１１は、測定された受信品質に対応する受信可能なデータレート（ＤＲＣ値）を選択する。ＤＲＣ信号生成部１７１２は、選択されたＤＲＣ値を持つＤＲＣ信号を生成する。生成されたＤＲＣ信号は、変調部１７１３にて所定の変調方式で変調され、拡散部１７１４にて拡散信号となり、信号多重部１７１５に入力される。

パケット受信可否情報生成部１７１６は、受信処理部１７０９から受信処理状況を受けてパケット受信可否情報（ＡＣＫ、ＮＡＣＫ）を生成する。生成されたパケット受信可否情報は、拡散部１７１７にて拡散信号となり、信号多重部１７１５に入力される。また、パイロット信号生成部１７１８にて生成されるパイロット信号は拡散部１７１９にて拡散信号となり、信号多重部１７１５に入力される。信号多重部１７１５は、ＤＲＣ信号とＤＲＣ信号とパイロット信号とを時間多重したベースバンド信号を送信ＲＦ部１７０３に与える。送信ＲＦ部１７０３は、時間多重されたパケット信号と送信パケット通知信号とパイロット信号とを無線信号に変換し、図示しない送受共用器を介してアンテナ１７０１に供給する。

次に、図１８を参照して、上記構成の基地局とユーザ端末とによる従来の下りパケット送信処理について説明する。なお、フローチャートの説明では、処理手順を示すステップは、「ＳＴ」と略記する。

ユーザ端末では、基地局が送信するパイロット信号を受信すると（ＳＴ１８０１）、そのパイロット信号の受信レベルから下り回線の受信品質ＣＩＲを測定し（ＳＴ１８０２）、測定した受信品質ＣＩＲに対応した使用可能なデータレートを要求データレートとして決定する（ＳＴ１８０３）。そして、ユーザ端末では、要求データレートを示すＤＲＣ値を有するＤＲＣ信号を生成し（ＳＴ１８０４）、基地局に向けて送信する（ＳＴ１８０５）。

基地局では、ＤＲＣ信号を受信すると（ＳＴ１８０６）、そのＤＲＣ値に基づき、または、そのＤＲＣ値と平均データレートとに基づき、各ユーザ端末の優先度を算出し（ＳＴ１８０７）、優先度の高いユーザ端末に次回送信するパケットを割当てる（ＳＴ１８０８）。そして、基地局では、その割当てたユーザ端末からのＤＲＣ信号で要求しているデータレートに応じた変調フォーマットでパケットを生成し（ＳＴ１８０９）、その割当てたユーザ端末に向けてパケットを送信する（ＳＴ１８１０）。

ユーザ端末では、自装置宛てのパケットを受信すると（ＳＴ１８１１：Ｙｅｓ）、パケットの受信処理を行い（ＳＴ１８１２）、受信結果に基づき肯定応答ＡＣＫまたは否定応答ＮＡＣＫを基地局宛てに送信する（ＳＴ１８１３）。

ここで、基地局でのパケット割当て処理（ＳＴ１８０７、ＳＴ１８０８）について具体例を用いて説明する。ユーザ端末の優先度を定めるスケジューリング方法は、種々検討されているが、ここでは、代表例として、ＤＲＣ値に基づきユーザ端末の優先度を定めるＭａｘＣＩＲ法（図１９）と、ＤＲＣ値と平均データレートとに基づきユーザ端末の優先度を定めるプロポーショナルフェアネス（Proportional Fairness）法（図２０）とを取り上げて説明する。

図１９は、ＤＲＣ値に基づきユーザ端末の優先度を定めるＭａｘＣＩＲ法によるパケット割当て結果の一例を示す図である。図２０は、プロポーショナルフェアネス法によるパケット割当て結果の一例を示す図である。なお、図１９と図２０では、ユーザ端末数は“３”としている。また、パケット割当てタイミングは、＃１〜＃４の４つが示されている。

図１９では、項目として「パケット割当てタイミング」と、各ユーザ端末から受信した「ＤＲＣ値」と、決定した「割当てＤＲＣ値」とが示されている。ＭａｘＣＩＲ法では、各パケット割当てタイミングにおいて、各ユーザ端末のＤＲＣ値をそのユーザ端末が持つ優先度と決定する。そして、各ユーザ端末が持つＤＲＣ値（優先度）の中で最高のＤＲＣ値を「割当てＤＲＣ値」と決定し、この「割当てＤＲＣ値」を持つユーザ端末に優先的にパケットを割当てる。

即ち、パケット割当てタイミング＃１においては、ユーザＡ、Ｂ、Ｃから受信したＤＲＣ信号が持つＤＲＣ値は、それぞれ“１０”“８”“３”である。この場合は、最高のＤＲＣ値“１０”が「割当てＤＲＣ値」となり、「割当てＤＲＣ値」“１０”を持つユーザ端末Ａに優先的にパケットを割当てる。以降、同様であって、パケット割当てタイミング＃２、＃３、＃４では、ユーザ端末Ｂ、ユーザ端末Ａ、ユーザ端末Ｂの順でパケットが割当てられる。ユーザ端末Ｃは、パケット割当てタイミング＃１〜＃４では、受信環境が悪いのでパケットの割当てを受けることができない。

これによって、パケット割当てタイミング＃１では、ユーザ端末Ａにパケットが送信される。次のパケット割当てタイミング＃２では、ユーザ端末Ｂにパケットが送信される。次のパケット割当てタイミング＃３では、ユーザ端末Ａにパケットが送信される。その次の図示しないパケット割当てタイミング＃４では、ユーザ端末Ｂにパケットが送信されることになる。

図２０では、項目として「パケット割当てタイミング」と、各ユーザ端末から受信したＤＲＣ値を平均データレートＲ（ｔ）で除算した値「ＤＲＣ／Ｒ（ｔ）」と、決定した「割当てＤＲＣ値」とが示されている。プロポーショナルフェアネス法では、各パケット割当てタイミングにおいて、ユーザ端末毎に算出した値「ＤＲＣ／Ｒ（ｔ）」をそのユーザ端末が持つ優先度とする。そして、各ユーザ端末が持つ優先度「ＤＲＣ／Ｒ（ｔ）」の中で最高の優先度「ＤＲＣ／Ｒ（ｔ）」を「割当てＤＲＣ値」と決定し、この「割当てＤＲＣ値」を持つユーザ端末に優先的にパケットを割当てる。

このような割当て方法では、パケットが割当てられたユーザ端末は平均データレートＲ（ｔ）が上昇するので、優先度「ＤＲＣ／Ｒ（ｔ）」が徐々に低くなる。一方、パケットが割当てられていないユーザ端末では平均データレートＲ（ｔ）が下降していくので、優先度「ＤＲＣ／Ｒ（ｔ）」が徐々に高くなっていく。その結果、パケットが割当てられていないユーザ端末でもパケットの割当てを受けることができるようになる。このように、プロポーショナルフェアネス法では、ユーザ端末毎のパケット割当てをできるだけ公平に実施できるようになっている。

図２０において、パケット割当てタイミング＃１では、ユーザ端末Ａ、Ｂ、Ｃの優先度「ＤＲＣ／Ｒ（ｔ）」は、それぞれ“１０”“８”“３”であり、「割当てＤＲＣ値」は“１０”となる。パケット割当てタイミング＃２では、ユーザ端末Ｂの優先度「ＤＲＣ／Ｒ（ｔ）」“９”が「割当てＤＲＣ値」となり、ユーザ端末Ｃの優先度「ＤＲＣ／Ｒ（ｔ）」は“３”から“４”に上昇する一方、ユーザ端末Ａの優先度「ＤＲＣ／Ｒ（ｔ）」は“１０”から“５”に大きく下降する。

パケット割当てタイミング＃３では、ユーザ端末Ａの優先度「ＤＲＣ／Ｒ（ｔ）」“７”が「割当てＤＲＣ値」となり、ユーザ端末Ｃの優先度「ＤＲＣ／Ｒ（ｔ）」は“４”から“５”に上昇する一方、ユーザ端末Ｂの優先度「ＤＲＣ／Ｒ（ｔ）」は“９”から“３”に大きく下降する。そして、パケット割当てタイミング＃４では、ユーザ端末Ａ、Ｂ、Ｃの優先度「ＤＲＣ／Ｒ（ｔ）」は、それぞれ“２”“４”“６”であり、「割当てＤＲＣ値」はユーザ端末Ｃが持つ優先度「ＤＲＣ／Ｒ（ｔ）」“６”となる。

このように、ユーザ端末Ｃは、パケット割当てタイミング＃１、＃２、＃３では、優先度「ＤＲＣ／Ｒ（ｔ）」がユーザ端末Ａ、Ｂのそれよりもかなり低いので、パケットは割当てられないが、プロポーショナルフェアネス法では、ユーザ端末Ｃの優先度「ＤＲＣ／Ｒ（ｔ）」は徐々に上昇していくので、ユーザ端末Ｃは、パケット割当てタイミング＃４では、パケット割当てを受けることができる。

ところで、以上はシングルキャリアシステムでの説明であるが、今後、要求されるデータ伝送速度及びスループットの増大に伴って、このような高速パケット伝送システムのマルチキャリア化が想定される。実際、米国のクアルコム（Qualcomm）社では、１ｘＥＶ−ＤＯシステムのオプションとして、１ｘＥＶ−ＤＯシステムのキャリアを複数本にしたシステム（２ｘ、３ｘＥＶ−ＤＯシステム）の検討を行っている。

図２１は、マルチキャリアの高速パケット伝送システムにおける従来技術によるＤＲＣ信号送信方法を説明するシステム図である。ＥＶ−ＤＯシステムのような広帯域システムをマルチキャリア化した場合、隣り合うキャリアでも帯域幅が広いので、それぞれのキャリアが受けるマルチパスフェージングは全く相関性が無い。このことから、図２１に示すように、セル内の各ユーザ端末（ユーザ端末Ａ、Ｂ、Ｃ）は、それぞれのキャリアにおける受信環境を推定し、それぞれのキャリアに対するＤＲＣ信号を基地局ＢＴＳに送信する必要がある。そして、基地局ＢＴＳは、キャリア毎に優先度を調べてパケット割当てを行う必要がある。
特表２００４−５０２３２８号公報 特開２００２−１１８５１４号公報

従来の高速パケット伝送システムである１ｘＥＶ−ＤＯシステムでは、上記のように各ユーザ端末は、ＤＲＣ信号をある一定の周期で一度は基地局に送信する必要があるが、各ユーザ端末は、同一チャネルを用いてＤＲＣ信号を送信している。したがって、特許文献１、２でも指摘しているように、あるタイミングにおいて複数ユーザ端末のＤＲＣ信号送信が重なった場合、上りリンクの干渉が増大し通信品質が劣化してしまう可能性がある。

また、上記のように基地局では、各ユーザ端末から送信されたＤＲＣ信号の中からパケット送信ユーザ端末を決定し、決定したユーザ端末に対してのみ次回のパケットを送信するので、基地局にとってパケット割当てをしない他の大多数のＤＲＣ信号はその時点では不必要なものである。この点に関し特許文献１では、基地局がスケジューリングを行う時にのみ各ユーザ端末がＤＲＣ信号を送信する方法が提案されているが、各ユーザ端末はパケット割当て可能性に関係なくＤＲＣ信号を送信するので、基地局にとって不必要なＤＲＣ信号が送信されてくることには変わりない。

ここで、各ユーザ端末がＤＲＣ信号をある一定の周期で一度は基地局に送信する点に関し、図１９と図２０に示したパケット割当て処理方法を検討すると、次のようなことが解る。

図１９において、ユーザ端末Ｃは、パケット割当てタイミング＃１〜＃４では、パケットの割当てを受けることができないが、これは、たまたまこの時点で下り回線の受信品質が劣悪なためである。しかし、従来では、各ユーザ端末はパケット割当ての可能性に関係なくＤＲＣ値を報告するので、ユーザ端末Ｃは、パケット割当ての可能性が低いパケット割当てタイミング＃１〜＃４において無駄なＤＲＣ信号を送信し続けていることになる。その結果、ユーザ端末Ｃでは、パケット割当ての可能性が低いＤＲＣ信号生成のための処理が無駄になり、送信電力を浪費することになる。

また、ユーザ端末Ｃが送信し続けるパケット割当ての可能性が低いＤＲＣ信号は、他のユーザ端末Ａ、Ｂにとって干渉となり得る。その結果、例えば、パケット割当てタイミング＃１において、ユーザ端末ＣのＤＲＣ値が“３”ではなく“１２”と誤って受信されてしまった場合、基地局ではユーザ端末Ｃにパケットを誤って割当ててしまうことが起こる。しかし、ユーザ端末Ｃは、実際の受信品質は劣悪なでるので、正確にデータを受信することができずにパケットの再送が起こる。そのため、スループットにも悪影響を及ぼす可能性がある。

また、図２０において、ユーザ端末Ｃは、パケット割当てタイミング＃１〜＃３では優先度が低いのでパケット割当てを受け得ないが、パケット割当てタイミング＃１〜＃３と進行するに伴い優先度が上昇し、パケット割当てタイミング＃４では他のユーザ端末Ａ、Ｂのそれよりも高くなるので、パケット割当てを受けることできる。しかし、この例においても、ユーザ端末Ｃにとって、パケット割当てタイミング＃１〜＃３でのＤＲＣ信号送信は無駄な送信であると言える。つまり、図２０に示す例では、ユーザ端末Ｃは、このパケット割当てタイミング＃４でのみＤＲＣ信号を送るのが望ましい。

そして、図２１に示したように、高速パケット伝送システムのマルチキャリア化が行われた場合には、各ユーザ端末は、それぞれのキャリアにおいてＤＲＣ信号を送信する必要があり、基地局は、それぞれのキャリアにおいてパケット割当て処理を行う必要があるので、セル内の各ユーザ端末（ユーザ端末Ａ、Ｂ、Ｃ）では、ＤＲＣ信号生成の処理量と電力消費量とが増大し、基地局ではスケジューリング負荷がキャリア本数倍に増大する。このことは、マルチキャリアシステムの導入の際には大きな課題となる可能性がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、スループットの劣化を抑制しつつパケット割当て可能性の低いＤＲＣ値を持つＤＲＣ信号は送信しないように制御できる高速パケット伝送システムにおけるＤＲＣ信号送信制御方法を提供することを目的とする。

かかる課題を解決するため、本発明に係る高速パケット伝送システムにおけるＤＲＣ信号送信方法は、ユーザ端末が、基地局からパケットを受信するために、下り回線の受信品質から定めたデータレートを示すＤＲＣ値のＤＲＣ信号を基地局に対して送信する場合に、前記ＤＲＣ値がＤＲＣしきい値を超えているときに当該ＤＲＣ信号を送信するようにした。

この方法によれば、ユーザ端末は、パケット割当て可能性の低いＤＲＣ値を持つＤＲＣ信号は送信しないように制御できる。その結果、パケット割当て可能性の低いＤＲＣ値が得られたユーザ端末では、無駄なＤＲＣ信号生成処理をしないで済み、また送信電力の浪費をしないで済む。また、基地局では、パケット割当ての処理負荷の軽減が図れるのに加えて、低いＤＲＣ値を高いＤＲＣ値として誤って受信する可能性が減少し、スループットの劣化を抑制することができる。

本発明に係る高速パケット伝送システムにおけるＤＲＣ信号送信方法は、ユーザ端末が、基地局からマルチキャリアのパケットを受信するために、各下り回線の受信品質から定めたデータレートを示すＤＲＣ値のＤＲＣ信号をそれぞれ該当するキャリアによって基地局に対して送信する場合に、前記ＤＲＣ値がＤＲＣしきい値を超えているときに当該ＤＲＣ信号を該当するキャリアで送信するようにした。

この方法によれば、マルチキャリアの高速パケット伝送システムにおいて、ユーザ端末は、パケット割当て可能性の低いＤＲＣ値を持つキャリアではＤＲＣ信号を送信しないように制御できる。その結果、パケット割当て可能性の低いＤＲＣ値が得られたユーザ端末では、該当するキャリアにおいて無駄なＤＲＣ信号生成処理をしないで済み、また送信電力の浪費をしないで済む。また、基地局では、パケット割当ての処理負荷の軽減が図れるのに加えて、低いＤＲＣ値を高いＤＲＣ値として誤って受信する可能性が減少し、スループットの劣化を抑制することができる。

本発明に係る高速パケット伝送システムにおけるＤＲＣ信号送信方法は、上記の発明において、前記ＤＲＣしきい値は、前記基地局から報知された値であるとした。

この方法によれば、セル内の全ユーザ端末に一様のＤＲＣしきい値を保持させることができるので、ユーザ端末間でのパケット割当て可能性の推定精度を同じにすることができる。

本発明に係る高速パケット伝送システムにおけるＤＲＣ信号送信方法は、上記の発明において、前記ＤＲＣしきい値は、当該ユーザ端末においてパケットの割当て可能性から推定した値であるとした。

この方法によれば、基地局の処理負荷を増加させないで済む。

本発明に係る高速パケット伝送システムにおけるＤＲＣ信号送信方法は、ユーザ端末が、基地局からマルチキャリアのパケットを受信するために、各下り回線の受信品質から定めたデータレートを示すＤＲＣ値のＤＲＣ信号をそれぞれ基地局に対して送信する場合に、受信品質が良好な所定キャリアに対応するＤＲＣ信号を送信するようにした。

この方法によれば、マルチキャリアの高速パケット伝送システムにおいて、スループットの劣化を抑制しつつパケット割当て可能性の低いＤＲＣ値を持つＤＲＣ信号は送信しないように制御できる。

本発明に係る高速パケット伝送システムにおけるＤＲＣ信号送信方法は、上記の発明において、前記所定キャリアは、受信品質が最高であるキャリア、または、受信品質が良好な上位数キャリアであるとした。

この方法によれば、各ユーザ端末では、ＤＲＣ信号生成の処理量と電力消費量との増大を抑制でき、基地局では、スケジューリング負荷がキャリア本数倍に増大するのを抑制することができる。

本発明によれば、スループットの劣化を抑制しつつパケット割当て可能性の低いＤＲＣ値を持つＤＲＣ信号は送信しないように制御できるので、（１）上りリンク干渉量の減少による通信品質改善、（２）ユーザ端末での処理量及び電力消費量の削減、（３）基地局でのパケット割当てスケジューリングの処理量削減等の効果が得られる。特に、（２）（３）の効果が得られることは、今後、運用が想定されるマルチキャリアの高速パケット伝送システムにおいて大きな意義を持つ。

本発明の骨子は、基地局にとって不要なＤＲＣ信号の送信をユーザ端末に止めさせることである。

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に係る高速パケット伝送システムにおけるＤＲＣ信号送信方法を説明するシステム図である。図１において、基地局（ＢＴＳ）１０１のセル内に居る移動機であるユーザ端末Ａ１０２、ユーザ端末Ｂ１０３、ユーザ端末Ｃ１０４は、時分割された時間位置で基地局１０１と通信するが、基地局１０１は、過去のパケット割当て状況や、各ユーザ端末から送られてくるＤＲＣ信号の履歴等からパケット割当てを受け得る可能性の判断基準を与えるＤＲＣしきい値１０５を算出し、それをセル内に居る各ユーザ端末に対してある周期で報知し、その時間位置でパケットを送信するのに最適なユーザ端末を以下の方法で判断する。

セル内の各ユーザ端末は、基地局１０１から送られてくるＤＲＣしきい値１０５を保持するとともに、基地局１０１が送信する共通パイロット信号（ＣＰＩＣＨ）を受信し、下り回線の受信品質ＣＩＲを測定する。そして、各ユーザ端末は、測定した受信品質においてパケットの受信に使用可能なデータレートを設定し、そのデータレートを示すＤＲＣ値がＤＲＣしきい値１０５を超えているときに、そのＤＲＣ値を持つＤＲＣ信号を基地局１０１に送信する。

ここで、ＤＲＣ値は、受信品質が良くなるほど大きな値となり、受信品質が悪くなるほど小さな値となる。受信品質の良いユーザ端末では、それだけ変調多値数が多く、符号化率の低い信号を受信することが可能であるので、測定した受信品質に対応するデータレートを示すＤＲＣ値がＤＲＣしきい値１０５を超えているときは、パケット割当てを受け得る可能性が有ると判断してＤＲＣ信号を送信し、測定した受信品質に対応するデータレートのパケットを要求する。逆に、受信品質の悪いユーザ端末では、測定した受信品質に対応するデータレートを示すＤＲＣ値がＤＲＣしきい値１０５を超えないときは、パケット割当てを受け得る可能性が低いと判断し、その低いＤＲＣ値を持つＤＲＣ信号の送信を見合わせる。

図１では、ユーザ端末Ａ１０２とユーザ端末Ｂ１０３が、測定した受信品質に対応するデータレートを示すＤＲＣ値がＤＲＣしきい値１０５を超えたので、ＤＲＣ信号を送信するが、ユーザ端末Ｃは、測定した受信品質に対応するデータレートを示すＤＲＣ値がＤＲＣしきい値１０５を超えないので、ＤＲＣ信号を送信しないとしている。

基地局１０１は、各パケット割当てタイミングにおいて、ユーザ端末Ａ１０２とユーザ端末Ｂ１０３から送信されてきたＤＲＣ信号のＤＲＣ値、更に各ユーザ端末の平均データレートから、次回パケットを送信するユーザ端末と用いるデータレートとを決定する。そして、基地局１０１は、パケット割当てタイミング毎に、決定したユーザ端末にそのＩＤを送信パケット通知信号（Preamble）によって通知することを繰り返す。

図１では、ユーザ端末Ａ１０２とユーザ端末Ｂ１０３がパケット割当て１０６、１０７をそれぞれ受けるとしている。ユーザ端末Ａ１０２とユーザ端末Ｂ１０３は、自装置のＩＤ宛ての送信パケット通知信号（Preamble）を検出した場合、その後に続いて送信されてくるパケットデータをＤＲＣ信号によって要求したデータレートで受信することになる。

次に、図１〜図６を参照して、基地局とユーザ端末の構成例と、本実施の形態１に係る下りパケット送信処理動作とについて説明する。図２は、図１に示す基地局の構成例を示すブロック図である。なお、図２では、図１６に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には、同一の符号が付されている。ここでは、本実施の形態１に関わる部分について説明する。

図２に示すように、本実施の形態１に係る基地局は、図１６に示した構成において、ＤＲＣしきい値算出部２０１と、報知信号生成部２０２と、拡散部２０３とが追加されている。

ＤＲＣしきい値算出部２０１では、例えば、次の（１）〜（５）の方法でＤＲＣしきい値を算出し、その算出したＤＲＣしきい値を報知信号生成部２０２に与える。即ち、（１）ＤＲＣ信号復調部１６０５−１〜１６０５−ｎから各ＤＲＣ信号に基づき、過去数回の全受信ＤＲＣ値の平均値を算出し、それをＤＲＣしきい値とする。（２）過去数回の全受信ＤＲＣ値の平均値を算出し、その平均値にオフセットを加えたものをＤＲＣしきい値とする。（３）割当てバッファ部１６０７に蓄積される過去数回のパケット割当てＤＲＣ値の平均値を算出し、それをＤＲＣしきい値とする。（４）割当てバッファ部１６０７に蓄積される過去数回のパケット割当てＤＲＣ値の平均値を算出し、その平均値にオフセットを加えたものをＤＲＣしきい値とする。（５）更に、（１）〜（４）の方法を組み合わせてＤＲＣしきい値を求める。例えば、（１）の方法で算出したＤＲＣしきい値と、（３）の方法で算出したＤＲＣしきい値とのうち、低い方をＤＲＣしきい値とする。

報知信号生成部２０２では、ＤＲＣしきい値算出部２０１が算出したＤＲＣしきい値を各ユーザ端末に報知する信号の生成を例えば次の（１）〜（３）の方法で行う。即ち、（１）パケットデータの先頭に載置される送信パケット通知信号（Preamble）にＤＲＣしきい値情報を挿入する。（２）別の下りチャネルにＤＲＣしきい値情報を埋め込む。（３）新規の報知チャネルにＤＲＣしきい値情報を埋め込む。

拡散部２０３では、報知信号生成部２０２が生成した報知信号を拡散信号に変換して信号多重部１６１１に与える。これによって、基地局からセル内に向けて、パケット信号と送信パケット通知信号とパイロット信号とＤＲＣしきい値の報知信号とが時間多重されて送信される。

次に、図３は、図１に示すユーザ端末の構成例を示すブロック図である。なお、図３では、図１７に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には、同一の符号が付されている。ここでは、本実施の形態１に関わる部分について説明する。

図３に示すように、本実施の形態１に係るユーザ端末は、図１７に示した構成において、逆拡散部３０１とＤＲＣしきい値検出部３０２とが追加され、またＤＲＣ信号選択部１７１１に代えたＤＲＣ信号選択部３０３が設けられている。

逆拡散部３０１は、受信ＲＦ部１７０２から入力するベースバンド信号内のＤＲＣしきい値成分について所定の拡散信号を用いて逆拡散する。ＤＲＣしきい値検出部３０２は、逆拡散部３０１の出力信号からＤＲＣしきい値を検出する。

ＤＲＣ信号選択部３０３は、受信品質測定部１７１０が測定した下り回線の受信品質ＣＩＲに適したデータレートを示すＤＲＣ値を選択し、その選択したＤＲＣ値とＤＲＣしきい値検出部３０２が検出したＤＲＣしきい値との大小関係を比較し、選択したＤＲＣ値がＤＲＣしきい値以上のときに、選択したＤＲＣ値をＤＲＣ信号生成部１７１２に与える。選択したＤＲＣ値がＤＲＣしきい値より小さいときは、選択したＤＲＣ値をＤＲＣ信号生成部１７１２に与えない。

次に、図４を参照して、以上のように構成される基地局とユーザ端末によって実施される下りパケット送信処理について説明する。なお、図４では図１８に示した処理手順と同一ないしは同等である処理手順には、同一の符号が付されている。ここでは、本実施の形態１に関わる部分を中心に説明する。

図４では、図１８に示した要求データレート決定処理（ＳＴ１８０３）とＤＲＣ信号生成処理（ＳＴ１８０４）との間に、ＤＲＣ信号送信可否判断処理（ＳＴ４０１）が挿入されている。

ＤＲＣ信号送信可否判断処理（ＳＴ４０１）では、要求データレート決定処理（ＳＴ１８０３）にて決定したデータレートが示すＤＲＣ値が基地局から送られてきたＤＲＣしきい値を超えるか否かを判断し、ＤＲＣ値≧ＤＲＣしきい値である場合（ＳＴ４０１：Ｙｅｓ）は、パケットの割当てを受け得る可能性があると判断してＤＲＣ信号生成処理（ＳＴ１８０４）に進む。これによって、受信品質に対応した所定のＤＲＣ値を持つＤＲＣ信号が基地局に送信される。

一方、ＤＲＣ値＜ＤＲＣしきい値である場合（ＳＴ４０１：Ｎｏ）は、パイロット信号受信処理（ＳＴ１８０１）に戻る。即ち、パケットの割当てを受け得る可能性がないと判断して受信品質に対応した所定のＤＲＣ値を持つＤＲＣ信号を基地局に送信するのを止める。

また、図４では、図１８に示したパケット割当て処理（ＳＴ１８０８）とパケット生成処理（ＳＴ１８０９）との間に、ＤＲＣしきい値算出処理（ＳＴ４０２、ＳＴ４０３）が挿入され、また、送信処理（ＳＴ１８１０）に代えて送信処理（ＳＴ４０４）となっている。

ＤＲＣしきい値算出処理（ＳＴ４０２、ＳＴ４０３）では、例えば、パケット割当て処理（ＳＴ１８０８）での割当て結果をバッファに保存し（ＳＴ４０２）、保存した過去の割当て履歴からＤＲＣしきい値を算出する（ＳＴ４０３）。その結果、セル内の各ユーザ端末には、パケットに加えてＤＲＣしきい値も送信される（ＳＴ４０４）。

ここで、図５と図６を参照して、ユーザ端末がＤＲＣ信号の送信を制御できるようにした結果、基地局でのパケット割当て処理がどのようになるかについて説明する。なお、図５は、ＤＲＣ値に基づきユーザ端末の優先度を定めるＭａｘＣＩＲ法に本発明の実施の形態１を適用した場合のパケット割当て結果の一例を示す図である。また、図６は、ＤＲＣ値と平均データレートとに基づきユーザ端末の優先度を定めるプロポーショナルフェアネス（Proportional Fairness）法に本発明の実施の形態１を適用した場合のパケット割当て結果の一例を示す図である。図５と図６では、図１９と図２０に示した項目に、「ＤＲＣしきい値」が追加されている。

図５では、「ＤＲＣしきい値」は、過去数回を１回（つまり前回）とした場合の全受信ＤＲＣ値の平均値を示している。つまり、図５にしめす「ＤＲＣしきい値」は、各パケット割当てタイミングにおいて、その時点で受信した全ＤＲＣ値の平均値として算出されている。

図５において、パケット割当てタイミング＃１の例では、受信ＤＲＣ値は、“１０”“８”“３”であるので、平均ＤＲＣ値は“７”となる。基地局は、この平均ＤＲＣ値“７”を次回のパケット割当てタイミング＃２でのＤＲＣしきい値として全ユーザ端末に報知する。

各ユーザでは、送信予定のＤＲＣ値がこのＤＲＣしきい値“７”以上の場合にのみＤＲＣ信号を送信するので、割当てタイミング＃２では、ユーザ端末Ａとユーザ端末Ｂは、ＤＲＣ値がＤＲＣしきい値以上であるのでＤＲＣ信号を送信するが、ユーザ端末Ｃは、ＤＲＣ値がＤＲＣしきい値を未満であるので、ＤＲＣ信号を送信しない。以降、ユーザ端末Ｃでは、受信品質が良くなり、パケットが割当てられる可能性が高くなるまでは、ＤＲＣ信号を送信することが無い。但し、パケットの割当て結果は、図１９に示した場合と同様である。

図６では、「ＤＲＣしきい値」は、パケット割当てを行ったユーザの優先度ＤＲＣ／Ｒ（ｔ）から値“３”を引いた値となっている。パケット割当てタイミング＃１では、ユーザ端末Ａ、Ｂ、Ｃは、それぞれ通常通りＤＲＣ信号を送信している。それぞれの優先度ＤＲＣ／Ｒ（ｔ）は“１０”“８”“３”であるので、割当てＤＲＣ値は“１０”であり、ＤＲＣしきい値は“７”となる。基地局は、値“７”を次のパケット割当てタイミング＃２でのＤＲＣしきい値として各ユーザ端末に報知する。

次のパケット割当てタイミング＃２では、優先度が値“７”以上のユーザ端末ＢのみＤＲＣ信号を送信する。このときのユーザ端末Ｂの優先度ＤＲＣ／Ｒ（ｔ）は“９”であるので、これから値“３”を減じた値“６”がＤＲＣしきい値となる。基地局は、値“６”を次のパケット割当てタイミング＃３でのＤＲＣしきい値として各ユーザ端末に報知する。

次のパケット割当てタイミング＃３では、優先度が値“６”以上のユーザ端末ＡのみＤＲＣ信号を送信する。このときのユーザ端末Ａの優先度ＤＲＣ／Ｒ（ｔ）は“７”であるので、これから値“３”を減じた値“４”がＤＲＣしきい値となる。基地局は、値“４”を次のパケット割当てタイミング＃４でのＤＲＣしきい値として各ユーザ端末に報知する。

ユーザ端末Ｃは、パケット割当てタイミング＃２、＃３ではＤＲＣ信号の送信をしていないが、徐々に優先度が上昇し、パケット割当てタイミング＃４では、ＤＲＣしきい値“４”以上であるのでＤＲＣ信号を送信する。このように、プロポーショナルフェアネス法を用いる場合も、パケットの割当て結果は、図２０に示した場合と同様となる。

以上のように、本実施の形態１によれば、基地局がＤＲＣしきい値を各ユーザ端末に報知してユーザ端末がパケット割当て可能性を判断できるようにしたので、各ユーザ端末は一様な判断基準によって、受信品質が良好でパケット割当て可能性の高いユーザ端末のみがＤＲＣ信号を送信し、受信品質が悪くパケット割当て可能性が低いユーザ端末は、ＤＲＣ信号を送信しない制御を行うことができる。したがって、パケット割当て可能性が低いユーザ端末では、ＤＲＣ信号生成のための無駄な処理をしないで済み、また送信電力を無駄に浪費することも無くなる。

また、上りリンクの干渉成分が減るので、通信品質の改善が図れる。さらに、基地局では、スケジューリング負荷が減るのに加えて、ＤＲＣ値の誤検出によるパケット再送の起こる事態が少なくなるので、スループットの劣化を抑制することができる。加えて、本実施の形態１によるＤＲＣ信号の送信制限を施しても、パケットの割当て結果は、従来例（図１９、図２０）と同じ結果であるので、従来の高速パケット伝送システムにおけるスループットを維持することができる。

（実施の形態２）
図７は、本発明の実施の形態２に係る高速パケット伝送システムにおけるＤＲＣ信号送信方法を説明するシステム図である。図７において、基地局（ＢＴＳ）７０１は、従来例（図１５）に示した基地局ＢＴＳと同様の構成によって同様のパケット割当て動作を行う。一方、セル内の移動機であるユーザ端末Ａ７０２、ユーザ端末Ｂ７０３、ユーザ端末Ｃ７０４は、それぞれ、自装置のＤＲＣ信号送信に対するパケット割当て状況から自律的にパケット割当て可能性を推定し、ＤＲＣ信号を送信するか否を決定する送信制御を行うようになっている。

各ユーザ端末が自装置のＤＲＣ信号送信に対するパケット割当て状況から自律的にパケット割当て可能性を推定し、ＤＲＣ信号を送信するか否を決定する方法には、種々の方法が考えられるが、ここでは、次の（１）（２）による方法について説明する。

（１）過去に送信済みのＤＲＣ値の中でパケットが実際に割当てられたＤＲＣ値の最小値からＮ段階下のＤＲＣ値を、実施の形態１にて示したＤＲＣしきい値とする。この方法を実施するユーザ端末の構成例を図８に示し、基地局を含めた全体的な動作（下りパケット送信処理）を図９に示してある。

（２）過去に送信済みのＤＲＣ値の中で実際にパケットの割当てられた確率がＮ％だけ下回った場合の値を、実施の形態１にて示したＤＲＣしきい値とする。この方法を実施するユーザ端末の構成例を図１０に示し、基地局を含めた全体的な動作（下りパケット送信処理）を図１１に示してある。

まず、（１）の方法を用いる場合のユーザ端末の構成例と全体的な動作（下りパケット送信処理）について説明する。図８は、図７に示すユーザ端末の構成例を示すブロック図である（その１）。図９は、基地局を含めた全体的な動作（下りパケット送信処理）を説明するフローチャートである（その１）。

図８では、図１７に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には、同一の符号が付されている。ここでは、本実施の形態２に関わる部分について説明する。図８に示すように、本実施の形態２に係るユーザ端末（その１）は、図１７に示した構成において、ＤＲＣ信号送信判断部８０１と送信ＤＲＣ信号バッファ部８０２と最小割当てＤＲＣ値選択部８０３とが追加されている。

ＤＲＣ信号送信判断部８０１は、まず、ＤＲＣ信号選択部１７１１から取得した送信するＤＲＣ値をＤＲＣ信号生成部１７１２に与えるとともに、送信ＤＲＣ信号バッファ部８０２にも与える。送信ＤＲＣ信号バッファ部８０２は、受信処理部１７０９の処理結果を監視し、ＤＲＣ信号送信判断部８０１から受け取った送信済みのＤＲＣ値に割当てが行われたパケットについての処理が行われるときに、そのパケット割当てを受けた送信済みＤＲＣ値を保存する。

最小割当てＤＲＣ値選択部８０３は、送信ＤＲＣ信号バッファ部８０２に、以上のようにして蓄積されるパケット割当てを受けた送信済みＤＲＣ値の中から最小のＤＲＣ値「ＤＲＣｍｉｎ」を選択し、それをＤＲＣ信号送信判断部８０１に与える。最小割当てＤＲＣ値選択部８０３は、送信ＤＲＣ信号バッファ部８０２にパケット割当てを受けた送信済みＤＲＣ値が１つ格納されると、選択動作を開始することは言うまでもない。

ＤＲＣ信号送信判断部８０１は、最小割当てＤＲＣ値選択部８０３からＤＲＣ値「ＤＲＣｍｉｎ」が入力すると、それからＮ段階下のＤＲＣ値を「ＤＲＣしきい値」と定め、ＤＲＣ信号選択部１７１１から入力する送信しようとするＤＲＣ値との大小関係を比較し、送信しようとするＤＲＣ値が「ＤＲＣしきい値」以上であるときに、その送信しようとするＤＲＣ値をＤＲＣ信号生成部１７１２に与える。また、ＤＲＣ信号送信判断部８０１は、その送信しようとするＤＲＣ値をＤＲＣ信号生成部１７１２に与える。

次に、図９を参照して、以上のように構成される基地局とユーザ端末によって実施される下りパケット送信処理について説明する。なお、図９では図１８に示した処理手順と同一ないしは同等である処理手順には、同一の符号が付されている。ここでは、本実施の形態１に関わる部分を中心に説明する。

図９では、図１８に示した要求データレート決定処理（ＳＴ１８０３）とＤＲＣ信号生成処理（ＳＴ１８０４）との間に、ＤＲＣ信号送信可否判断処理（ＳＴ９０１）が挿入されている。また、図９では、最小割当てＤＲＣ値判断処理（ＳＴ９０２〜ＳＴ９０４）が追加されている。

ＤＲＣ信号送信可否判断処理（ＳＴ９０１）では、要求データレート決定処理（ＳＴ１８０３）にて決定したデータレートが示すＤＲＣ値が、最小割当てＤＲＣ値判断処理（ＳＴ９０２〜ＳＴ９０４）にて得られた最小割当てＤＲＣ値「ＤＲＣｍｉｎ」からＮ段階下のＤＲＣ値を超えるか否かを判断し、ＤＲＣ値≧ＤＲＣｍｉｎ−Ｎである場合（ＳＴ９０１：Ｙｅｓ）は、パケットの割当てを受け得る可能性があると判断してＤＲＣ信号生成処理（ＳＴ１８０４）に進む。これによって、受信品質に対応した所定のＤＲＣ値を持つＤＲＣ信号が基地局に送信される。

一方、ＤＲＣ値＜ＤＲＣｍｉｎ−Ｎである場合（ＳＴ９０１：Ｎｏ）は、パイロット信号受信処理（ＳＴ１８０１）に戻る。即ち、パケットの割当てを受け得る可能性がないと判断して受信品質に対応した所定のＤＲＣ値を持つＤＲＣ信号を基地局に送信するのを止める。

最小割当てＤＲＣ値判断処理（ＳＴ９０２〜ＳＴ９０４）では、自装置宛てのパケットが検出される（ＳＴ１８１１）と、割当てを受けたパケットであるか否かを調べ（ＳＴ９０２）、割当てを受けたパケットであるとき（ＳＴ９０２：Ｙｅｓ）、パケット割当ての対象となった送信済みＤＲＣ値をバッファに取り込み蓄積する（ＳＴ９０３）。そして、バッファに蓄積されたパケット割当てＤＲＣ値の中で最小のＤＲＣ値「ＤＲＣｍｉｎ」を選択し、それをＤＲＣ信号送信可否判断処理（ＳＴ９０１）に与える（ＳＴ９０４）。

次に、（２）の方法を用いる場合のユーザ端末の構成例と全体的な動作（下りパケット送信処理）について説明する。図１０は、図７に示すユーザ端末の構成例を示すブロック図である（その２）。図１１は、基地局を含めた全体的な動作（下りパケット送信処理）を説明するフローチャートである（その２）。

図１０では、図１７に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には、同一の符号が付されている。ここでは、本実施の形態２に関わる部分について説明する。図１０に示すように、本実施の形態２に係るユーザ端末（その２）は、図１７に示した構成において、ＤＲＣ信号送信判断部１００１と送信ＤＲＣ信号バッファ部１００２とＤＲＣ値毎の割当て確率算出部１００３とが追加されている。

ＤＲＣ信号送信判断部１００１は、まず、ＤＲＣ信号選択部１７１１から取得した送信するＤＲＣ値をＤＲＣ信号生成部１７１２に与えるとともに、送信ＤＲＣ信号バッファ部１００２にも与える。送信ＤＲＣ信号バッファ部１００２は、ＤＲＣ信号送信判断部８０１から受け取った送信済みのＤＲＣ値を保存するとともに、受信処理部１７０９の処理結果を監視し、割当てが行われたパケットの受信処理であるか否かの情報を、その送信済みのＤＲＣ値に付記すること行う。

ＤＲＣ値毎の割当て確率算出部１００３は、送信ＤＲＣ信号バッファ部１００２に以上のようにして蓄積される送信済みＤＲＣ値の中で実際にパケットの割当てられた確率を送信済みＤＲＣ値毎に算出し、ＤＲＣ信号送信判断部１００１に与える。

ＤＲＣ信号送信判断部１００１は、ＤＲＣ値毎の割当て確率算出部１００３からＤＲＣ値毎の割当て確率が入力すると、それからＮ％下回ったＤＲＣ値を「ＤＲＣしきい値」と定める。そして、ＤＲＣ信号選択部１７１１から入力する送信しようとするＤＲＣ値を送信ＤＲＣ信号バッファ部１００２に与えるとともに、その送信しようとするＤＲＣ値と「ＤＲＣしきい値」との大小関係を比較し、送信しようとするＤＲＣ値が「ＤＲＣしきい値」以上であるときに、その送信しようとするＤＲＣ値をＤＲＣ信号生成部１７１２に与える。

次に、図１１を参照して、以上のように構成される基地局とユーザ端末によって実施される下りパケット送信処理について説明する。なお、図１１では図１８に示した処理手順と同一ないしは同等である処理手順には、同一の符号が付されている。ここでは、本実施の形態１に関わる部分を中心に説明する。

図１１では、図１８に示した要求データレート決定処理（ＳＴ１８０３）とＤＲＣ信号生成処理（ＳＴ１８０４）との間に、ＤＲＣ信号送信可否判断処理（ＳＴ１１０１）が挿入されている。また、図１１では、割当て確率算出処理（ＳＴ１１０２〜ＳＴ１１０４）が追加されている。

ＤＲＣ信号送信可否判断処理（ＳＴ１１０１）では、要求データレート決定処理（ＳＴ１８０３）にて決定したデータレートが示すＤＲＣ値が、割当て確率算出処理（ＳＴ１１０２〜ＳＴ１１０４）にて得られた割当て確率からＮ％だけ下回ったＤＲＣ値を超えるか否かを判断し、割当て確率≧Ｎ％である場合（ＳＴ１１０１：Ｙｅｓ）は、パケットの割当てを受け得る可能性があると判断してＤＲＣ信号生成処理（ＳＴ１８０４）に進む。これによって、受信品質に対応した所定のＤＲＣ値を持つＤＲＣ信号が基地局に送信される。

一方、割当て確率＜Ｎ％である場合（ＳＴ１１０１：Ｎｏ）は、パイロット信号受信処理（ＳＴ１８０１）に戻る。即ち、パケットの割当てを受け得る可能性がないと判断して受信品質に対応した所定のＤＲＣ値を持つＤＲＣ信号を基地局に送信するのを止める。

割当て確率算出処理（ＳＴ１１０２〜ＳＴ１１０４）では、自装置宛てのパケットが検出される（ＳＴ１８１１）と、割当てを受けたパケットであるか否かを調べ（ＳＴ１１０２）、送信済みＤＲＣ値とパケット割当て有無との関係をバッファに蓄積する（ＳＴ１１０３）。そして、バッファに蓄積された送信済みＤＲＣ値について割当て確率を算出し、それをＤＲＣ信号送信可否判断処理（ＳＴ１１０１）に与える（ＳＴ１１０４）。

以上のように、本実施の形態２によれば、ユーザ端末が、自装置のＤＲＣ信号送信に対するパケット割当て状況から自律的にパケット割当て可能性を推定し、ＤＲＣ信号を送信するか否を決定する送信制御を行うようにしたので、パケット割当て可能性の推定精度は実施の形態１よりも多少劣るが、実施の形態１と同様の作用、効果を得ることができる。

加えて、本実施の形態２によれば、基地局は、実施の形態１のように、ＤＲＣしきい値を報知する必要が無いので、処理負荷を増加させないで済むという効果も得られる。

（実施の形態３）
本実施の形態３では、今後、運用が想定されるマルチキャリア化した高速パケット伝送システムについて説明する。前述したように、ＥＶ−ＤＯシステムのような広帯域システムをマルチキャリア化した場合、隣り合うキャリアでも帯域幅が広いので、それぞれのキャリアが受けるマルチパスフェージングは全く相関性が無い。このことから、移動機である各ユーザ端末は、それぞれのキャリアにおける受信環境を推定し、それぞれのキャリアに対するＤＲＣ信号を基地局に送信する必要がある。そして、基地局は、キャリア毎に優先度を調べてパケット割当てを行う必要がある。

したがって、マルチキャリアを用いた高速パケット伝送システム（複数キャリアを用いたＥＶ−ＤＯシステム）を実現するには、各ユーザ端末では、ＤＲＣ信号生成の処理量と電力消費量の増大を抑制し、基地局では、スケジューリング負荷がキャリア本数倍に増大するのを抑制することが急務の課題となる。

先に説明した実施の形態１、２の方法も有効な措置であるが、本実施の形態３では、実施の形態１、２に比べて比較的導入が容易であると考えられる方法を示す。即ち、図１２は、本発明の実施の形態３に係るマルチキャリア化した高速パケット伝送システムにおけるＤＲＣ信号送信方法を説明するシステム図である。

図１２において、基地局（ＢＴＳ）１２０１は、従来のシングルキャリア構成を複数キャリア分備えた構成であり、キャリア毎に、パケット割当てを行うとする。一方、セル内の各ユーザ端末（ユーザ端末Ａ１２０２、ユーザ端末Ｂ１２０３、ユーザ端末Ｃ１２０４）では、各下り回線の受信品質から定めたデータレートを示すＤＲＣ値のＤＲＣ信号をそれぞれ該当するキャリアによって基地局（ＢＴＳ）１２０１に対して送信する場合に、受信品質が良好な所定キャリアに対応するＤＲＣ信号を送信するようになっている。

具体的には、各ユーザ端末（ユーザ端末Ａ１２０２、ユーザ端末Ｂ１２０３、ユーザ端末Ｃ１２０４）は、（１）受信品質が最高であるキャリアに対応するＤＲＣ信号を送信する、または、（２）受信品質が良好な上位数キャリアに対応するＤＲＣ信号をそれぞれ送信する。

図１３は、図１２に示すユーザ端末の構成例を示すブロック図である。図１３において、アンテナ１３０１には、図示しない送受共用器を介して受信ＲＦ部１３０２と送信ＲＦ部１３０３とが接続されている。受信ＲＦ部１３０２には、ベースバンド信号を並列に受けるキャリア受信部１３０４−１〜１３０４−Ｎが接続されている。また、送信ＲＦ部１３０３には、ベースバンド信号を並列に出力するキャリア送信部１３０５−１〜１３０５−Ｎが接続されている。

キャリア受信部１３０４−１〜１３０４−Ｎは、それぞれ同一の構成であって、それぞれ図１７に示した逆拡散部１７０４〜１７０６、適応復調部１７０７、制御情報復調部１７０８、受信処理部１７０９、受信品質測定部１７１０を備えている。

キャリア送信部１３０５−１〜１３０５−Ｎは、それぞれ同一の構成であって、それぞれ図１７に示したＤＲＣ信号生成部１７１２、変調部１７１３、拡散部１７１４、パケット受信可否情報生成部１７１６、拡散部１７１７、パイロット信号生成部１７１８、拡散部１７１９、信号多重部１７１５を備えている。

そして、送信ＤＲＣ信号選択部１３０６が、キャリア受信部１３０４−１〜１３０４−Ｎとキャリア送信部１３０５−１〜１３０５−Ｎとの間に設けられている。送信ＤＲＣ信号選択部１３０６は、キャリア受信部１３０４−１〜１３０４−Ｎの各受信品質測定部１７１０の測定結果を受けて、受信品質が最高であるキャリアに対応するＤＲＣ信号、または、受信品質が良好な上位数キャリアに対応するＤＲＣ信号を、キャリア送信部１３０５−１〜１３０５−Ｎの各ＤＲＣ信号生成部１７１２の対応するＤＲＣ信号生成部１７１２に与える。

また、キャリア受信部１３０４−１〜１３０４−Ｎの各受信処理部１７０９の処理結果は、キャリア送信部１３０５−１〜１３０５−Ｎの各パケット受信可否情報生成部１７１６に与えられる。

次に、マルチキャリア化した高速パケット伝送システムでの下りパケット送信処理について、図１４を用いて説明する。

ユーザ端末では、キャリア毎に、パケット受信処理（ＳＴ１４０１）、受信したパケット信号による受信品質測定処理（ＳＴ１４０２）、測定した受信品質に対応したデータレートの決定処理（ＳＴ１４０３）を行う。そして、キャリア毎に求められたデータレートを示す各ＤＲＣ値を比較し（ＳＴ１４０４）、例えば、受信品質が良好な上位ＮキャリアのＤＲＣ信号を生成して基地局に送信する（ＳＴ１４０５）。

基地局では、キャリア毎に、ＤＲＣ信号の受信処理（ＳＴ１４０６）、受信したＤＲＣ値に基づく各ユーザ端末の優先度算出処理（ＳＴ１４０７）、優先度の高いユーザ端末へのパケット割当て処理（ＳＴ１４０８）、ＤＲＣ値に応じた変調フォーマットでの送信パケットの生成処理（ＳＴ１４０９）、パケットの送信処理（ＳＴ１４１０）が行われる。

ユーザ端末では、キャリア毎に、自装置宛てのパケット受信を検出する処理（ＳＴ１４１１）、自装置宛てパケットの受信処理（ＳＴ１４１２）、受信処理結果に基づく応答（ＡＣＫ、ＮＡＣＫ）送信処理（ＳＴ１４１３）が行われる。

以上のように、本実施の形態３によれば、マルチキャリアを用いた高速パケット伝送システムにおいて、各ユーザ端末は、受信品質が良好な所定キャリアに対応するＤＲＣ信号を送信するようにしたので、各ユーザ端末では、ＤＲＣ信号生成の処理量と電力消費量の増大を抑制し、基地局では、パケット割当てるスケジューリング負荷がキャリア本数倍に増大するのを抑制することができる。

加えて、実施の形態３によれば、マルチキャリアを用いた高速パケット伝送システムにおいて、特定のユーザ端末のみが複数キャリアを独占してパケットを受信することがないので、ユーザ端末間の公平性も保つことが可能である。

なお、本明細書では、１ｘＥＶ−ＤＯシステムを念頭に説明したが、その他、携帯電話網Ｗ−ＣＤＭＡでの高速パケット伝送システムであるＨＳＤＰＡ（High Speed Downlink Packet Data Access）システムにおいても同様に、本発明を適用できることは言うまでもない。

本発明は、高速パケット伝送システムにおいて、ユーザ端末のＤＲＣ信号生成処理量と送信電力量の低減、及び基地局でのパケット割当て処理負荷の軽減を図る方法として有用である。特に、今度、運用が想定されるマルチキャリア化した高速パケット伝送システムにおいて有用である。

本発明の実施の形態１に係る高速パケット伝送システムにおけるＤＲＣ信号送信方法を説明するシステム図 図１に示す基地局の構成例を示すブロック図 図１に示すユーザ端末の構成例を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係る下りパケット送信処理を説明するフローチャート ＤＲＣ値に基づきユーザ端末の優先度を定めるＭａｘＣＩＲ法に本発明の実施の形態１を適用した場合のパケット割当て結果の一例を示す図 ＤＲＣ値と平均データレートとに基づきユーザ端末の優先度を定めるプロポーショナルフェアネス（Proportional Fairness）法に本発明の実施の形態１を適用した場合のパケット割当て結果の一例を示す図 本発明の実施の形態２に係る高速パケット伝送システムにおけるＤＲＣ信号送信方法を説明するシステム図 図７に示すユーザ端末の構成例を示すブロック図（その１） 本発明の実施の形態２に係る下りパケット送信処理を説明するフローチャート（その１） 図７に示すユーザ端末の構成例を示すブロック図（その２） 本発明の実施の形態２に係る下りパケット送信処理を説明するフローチャート（その２） 本発明の実施の形態３に係るマルチキャリア化した高速パケット伝送システムにおけるＤＲＣ信号送信方法を説明するシステム図 図１２に示すユーザ端末の構成例を示すブロック図 本発明の実施の形態３に係る下りパケット送信処理を説明するフローチャート 従来の高速パケット伝送システムにおけるＤＲＣ信号送信方法を説明するシステム図 図１５に示す基地局の構成例を示すブロック図 図１５に示すユーザ端末の構成例を示すブロック図 従来の下りパケット送信処理を説明するフローチャート ＤＲＣ値に基づきユーザ端末の優先度を定めるＭａｘＣＩＲ法による従来のパケット割当て結果の一例を示す図 ＤＲＣ値と平均データレートとに基づきユーザ端末の優先度を定めるプロポーショナルフェアネス（Proportional Fairness）法による従来のパケット割当て結果の一例を示す図 マルチキャリアの高速パケット伝送システムにおける従来技術によるＤＲＣ信号送信方法を説明するシステム図

符号の説明

１０１、７０１、１２０１ 基地局（ＢＴＳ）
１０２〜１０４、７０２〜７０４、１２０２〜１２０４ ユーザ端末
２０１ ＤＲＣしきい値算出部
２０２ 報知信号生成部
２０３ 拡散部
３０１ 逆拡散部
３０２ ＤＲＣしきい値検出部
３０３ ＤＲＣ信号選択部
８０１、１００１ ＤＲＣ信号送信判断部
８０２、１００２ 送信ＤＲＣ信号バッファ部
８０３ 最小割当てＤＲＣ値選択部
１００３ ＤＲＣ値毎の割当て確率算出部
１３０６ 送信ＤＲＣ信号選択部

Claims (6)

1. ユーザ端末が、基地局からパケットを受信するために、下り回線の受信品質から定めたデータレートを示すＤＲＣ値のＤＲＣ信号を基地局に対して送信する場合に、前記ＤＲＣ値がＤＲＣしきい値を超えているときに当該ＤＲＣ信号を送信する、ことを特徴とする高速パケット伝送システムにおけるＤＲＣ信号送信方法。
2. ユーザ端末が、基地局からマルチキャリアのパケットを受信するために、各下り回線の受信品質から定めたデータレートを示すＤＲＣ値のＤＲＣ信号をそれぞれ該当するキャリアによって基地局に対して送信する場合に、前記ＤＲＣ値がＤＲＣしきい値を超えているときに当該ＤＲＣ信号を該当するキャリアで送信する、ことを特徴とする高速パケット伝送システムにおけるＤＲＣ信号送信方法。
3. 前記ＤＲＣしきい値は、前記基地局から報知された値である、ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の高速パケット伝送システムにおけるＤＲＣ信号送信方法。
4. 前記ＤＲＣしきい値は、当該ユーザ端末においてパケットの割当て可能性から推定した値である、ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の高速パケット伝送システムにおけるＤＲＣ信号送信方法。
5. ユーザ端末が、基地局からマルチキャリアのパケットを受信するために、各下り回線の受信品質から定めたデータレートを示すＤＲＣ値のＤＲＣ信号をそれぞれ該当するキャリアによって基地局に対して送信する場合に、受信品質が良好な所定キャリアに対応するＤＲＣ信号を送信する、ことを特徴とする高速パケット伝送システムにおけるＤＲＣ信号送信方法。
6. 前記所定キャリアは、受信品質が最高であるキャリア、または、受信品質が良好な上位数キャリアである、ことを特徴とする請求項４記載の高速パケット伝送システムにおけるＤＲＣ信号送信方法。

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