JP2008011130A - 無線通信装置および無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】無線通信において伝送速度が増大するにつれて生じる問題を改善するための技術を提供する。
【解決手段】時分割多重アクセス方式を採用する無線通信システム１において、基地局２のスケジューラが、端末３に送信すべき第１のデータおよび第１のデータよりも後に端末３に送信すべき第２のデータのために、第１および第２のフレームの割当てを決定する。生成手段が、第１のフレームに対する第２のフレームの相対的なフレーム数を示す相対フレーム数に基づいて、端末３に対して第２のデータを送信するタイミングを通知するための、スケジューリング情報を生成する。付加手段が、生成手段により生成されたスケジューリング情報を、第１のデータに対応する制御チャネルに付加して端末３に送信する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＴＤＭＡ（時分割多重アクセス、Time Division Multiple Access）方式を採用する無線通信技術に関し、特に、端末装置において自局以外に対する送信フレーム間に受信回路を停止させる技術に関する。

ＨＳＤＰＡ（High Speed Downlink Packet Access）、ＷｉＭＡＸ（ワイマックス、Worldwide Interoperability for Microwave Access）、スーパー３Ｇ（super 3G）および４Ｇ等の今後更に広く普及していくことが見込まれる通信規格においては、ＴＤＭＡ伝送方式が用いられている。ＴＤＭＡ伝送方式によれば、複数の移動局（ＭＳ、mobile station）は、基地局（ＢＳ、base station）からフレーム単位で下りアクセスチャネルを時分割で受信することにより個別チャネルが実現され、この送信フレーム数を増減させることにより、伝送速度を調節することが可能とされる。ＯＦＤＭ（直交波周波数分割多重、Orthogonal Frequency Division Multiplexing）を用いた通信方式においても、ＴＤＭＡ方式が伝送容量の拡大とユーザ個別チャネルを確保するための有力な技術とされている。今後イーサネット（登録商標）フレーム等の長さが不定のバーストパケットが主流になってくるにつれて、かかる技術の重要性はますます増大することが見込まれる。

図１３は、従来における移動局ＭＳの機能ブロック図である。従来のＯＦＤＭ ＴＤＭＡセルラーシステムにおいては、最大伝送速度を増加させるため、移動局３００は常時制御チャネルを監視している。すなわち、移動局３００においては自局宛てのフレームのタイミングを認識することができず、受信したデータが自局宛てであるか否かの判定に合格すると、自局宛てのデータを受信したとして個別データチャネル復号処理部に対して復号情報を通知することとしている。

受信ダイバシチ方式により無線通信を実現することのできるシステムにおいては、ブランチごとにＦＦＴ（高速フーリエ変換、Fast Fourier Transform）を実行し、合成処理を実施する、このとき、ＦＦＴ回路は複数の回路を同時に動作させる必要があるため、処理量が比較的多くなる。これにより、ＦＦＴ処理を含む全体の処理についての消費電力は、伝送速度の増大に伴い増加することとなる。

このため、データの受信に不要な動作を停止し、移動局における消費電力を抑制するための各種技術について提供されている（例えば、特許文献１、２および３）。
特開２００２−４４０１２号公報 特開平７−１６２３５８号公報 特開２００５−２７７５９９号公報

上記の通り、伝送速度の増大に伴い移動局の消費電力が増大する原因として、一定時間当たりの復調回数の増加が挙げられる。ＦＦＴ等の復調回路における消費電力が増加する一方で、移動局に内蔵されるバッテリの容量には制限がある。このため、伝送速度の増大により、移動局が連続して通信可能な時間が低下するという問題がある。また、受信性能を向上させるために受信ダイバシチを装備した移動局については、動作する受信系統の数が増大することに伴い消費電力が増加するため、同様に通信可能な時間が低下するという問題がある。

更には、伝送速度の増加に伴い復調間隔が短くなることで、特にデータを受信中の移動局においては、異周波間のハンドオーバの際等に周辺サーチを実行するタイミングがとりにくくなり、利便性が損なわれることが予想される。また、無線の効率化を目的として多値変調が多用されると、ＲＦ部（高周波信号処理部）におけるＡＧＣ（自動利得制御、Automatic Gain Control）が頻繁に動作し、受信した信号のゲインも頻繁に切り替わる結果となる。これにより、受信した信号の特性の劣化が原因となり、スループットの大幅な減少が生じるという問題がある。

本発明は、無線通信において伝送速度が増大するにつれて生じる、移動局における消費電力の増大や通信品質の低下といった問題を、改善するための技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、時分割多重アクセス方式を採用する無線通信装置であって、端末装置に送信すべき第１のデータおよび該第１のデータよりも後に該端末装置に送信すべき第２のデータのために、第１および第２のフレームの割当てを決定するスケジューリング手段と、前記第１のフレームに対する前記第２のフレームの相対的なフレーム数を示す相対フレーム数に基づいて、前記端末装置に対して前記第２のデータを送信するタイミングを通知するための、スケジューリング情報を生成する生成手段と、前記生成手段により生成されたスケジューリング情報を、前記第１のデータに対応する制御チャネルに付加して前記端末装置に送信する付加手段とを備えた構成とする。

スケジューリング手段は、端末装置に対して送信すべきデータについて、順次フレームを割当てていく。第１のデータを第１のフレームに割当てて端末装置に送信する際には、次にその端末装置に送信すべき第２のデータに割当てられている第２のフレームについての情報すなわちスケジューリング情報を、制御チャネルに付加する。端末装置においては、第１のデータが自局宛てのデータであると判断されると、その制御チャネルに含まれるスケジューリング情報を読み出す。スケジューリング情報に基づいて、端末装置の不要な動作をスケジューリング情報が示す所定の期間停止させること等が可能とされる。

スケジューリング情報は、例えば、端末装置において復調回路等の所定の回路を停止させておくフレーム数を示す、送信停止フレーム数から構成される。送信停止フレーム数にしたがって復調回路等の受信回路を停止させることで、自局宛てのデータ受信処理に影響を及ぼさずに端末装置における消費電力を抑制することが可能とされる。

あるいは、スケジューリング情報は、端末装置においてデータの受信を停止してからデータの受信を再開するまでのフレーム数を示す、送信開始フレーム数から構成される。上記送信停止フレーム数と同様に、自局宛てのデータ受信処理に影響を及ぼさずに復調回路等を停止させ、端末装置における消費電力を抑制することができる。

スケジューリング情報は、離散値の集合のうち、いずれかの値から構成されることとしてもよい。かかる値に基づいて所定の期間内において回路の動作を停止させることで、上記と同様に端末装置における消費電力を抑制することができる。更には、スケジューリング情報は、チャネルビットから構成されることとしてもよい。

前記端末装置は、受信ダイバシチを備え、前記スケジューリング情報が示す期間内は、前記端末装置において受信アンテナの一部の動作を停止させることによりデータの受信処理を停止させることとしてもよい。復調回路等を停止させる場合と同様に、端末装置の消費電力を抑制することができる。

前記端末装置において、前記スケジューリング情報が示す期間中に自動利得制御を行うこととしてもよい。また、前記端末装置において、前記スケジューリング情報が示す期間中に異周波間でのハンドオーバを実施するためのサーチを行うこととしてもよい。スケジューリング情報が示す期間は、他局に割当てられたフレームであるので、自動利得制御を積極的に行っても、特性の劣化という問題が生じない。また、スケジュール情報が示す期間においてサーチを積極的に実施することで、伝送速度の増大に伴いサーチのための時間が確保できなくなるという問題を解決することができる。

本発明によれば、基地局において移動端末装置ごとにリソースを割当てるスケジューリング処理の結果を利用して、次にデータを送信するタイミングを、制御チャネルを用いて各移動局に対して通知する。制御チャネルに付加された情報を参照して、移動局は、所定の期間内においては、自局宛てのデータが送信されないフレームについては動作させておく必要のない回路については動作を停止させ、ＡＧＣ制御を積極的に行い、異周波間でのハンドオーバのためのサーチを実行する。これにより、伝送速度の増大に伴い生じる各種の問題を改善することが可能とされる。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係る無線通信システム１の構成図である。ＴＤＭＡ方式を採用する無線通信システム１は、基地局（ＢＳ）２および移動局（あるいは端末（ＭＳ、以下端末と略記））３を含んで構成される。図１においては、構成を簡略化して、１台の基地局２と、その基地局２配下の２台の端末３Ａ、３Ｂを示す。

ＴＤＭＡ方式を採用する無線通信システム１、例えば３．５世代以降のセルラーシステムにおいては、セクタスループットの増大を目的として、受信品質の良好な端末３に対して多くの送信リソースすなわちフレームを割当てる。送信リソースを多く割当てられた端末３は、スループットがより向上することとなる。一般的には、基地局２との距離が近いほど端末３の受信品質は高くなる。図１の例においては、２台の端末のうち、より基地局２に近い端末３Ａの方が、比較的基地局２から遠い位置にある端末３Ｂよりも受信品質が高い。

ＴＤＭＡ方式においては、基地局２のスケジューラによりスケジューリングを行い、より受信品質の高い端末３に対して多くのフレームを割当てる。スケジューリングの処理においては、バッファに蓄積されたフレームを参照して、例えば図１の端末３Ａおよび端末３Ｂのそれぞれに対して次にデータを送信するタイミングが何フレーム後であるのかについての情報を認識することができる。このことを利用して、フレームを送信する際に、各端末３に次回送信されるタイミングを示す情報を、スケジューリング情報として端末３に送信する。実施例においては、スケジュール情報は制御チャネルに含まれる。端末３は、制御チャネルを参照してスケジュール情報を読み出し、そのスケジュール情報に基づいて所定の期間内は復調回路を停止させることにより、受信回路における消費電力を抑制する。

図２は、端末３の機能ブロック図である。図２に示す端末３は、ＴＤＭＡ方式ＯＦＤＭ受信器から構成される。このような受信端末においては、無線帯域を効率的に活用するために、一般的にＭＩＭＯ（多入力・他出力、Multiple Input Multiple Output）空間多重方式が採用される。ＭＩＭＯ空間多重方式を採用する場合、端末３には複数のアンテナが用意される。以下の説明においては、受信系統を「ブランチ」と表現する。また、２ブランチ構成の端末３について説明することとする。

端末３は、受信部（ブランチ）１１、Ａ／Ｄ変換部１２、ＦＦＴ１３、ＭＩＭＯ分離部１４、チャネル推定部１５、チャネル補償部１６、ブランチ合成部１７、再送合成部１８、制御チャネル復号部（ビタビ復号部）１９、スケジューリング情報受信部２０、ターボ復号部２１、パケット組立部２２、タイミング検出部２３および自動利得回路（ＡＧＣ）２４を含む。

なお、図２中においては、端末３を構成している上記の要素のうち、２ブランチ構成であることにより２つの系統を備えている要素については、「Ａ」あるいは「Ｂ」の符号を付して記載している。以下、いずれの系統についての構成であるかを示す必要がある場合はＡあるいはＢの符号を付して表記するが、２つの系統を区別する必要がない場合はこれらの符号については省略して表記することとする。

受信部１１は、アンテナを含む受信系統である。Ａ／Ｄ変換部１２は、受信部１１において受信した電波を、デジタル信号に変換する。自動利得回路（ＡＧＣ）２４は、電力計算を行い、その結果を受信部１１にフィードバックすることで、Ａ／Ｄ変換部１２の入力レベルを最適なレベルに保つ。

ＦＦＴ１３は、高速フーリエ変換により、ＯＦＤＭ信号を周波数領域のサブキャリア信号に分離する。ＭＩＭＯ分離部１４は、ＦＦＴ１３においてそれぞれ分離された信号を、アンテナごとの信号に復元する。チャネル推定部１５は、アンテナごとの信号に基づいて、受信した信号のマルチパスの状態を推定する。チャネル補償部（ＭＲＣ）１６は、チャネル推定部１５の推定した値を用いてチャネル補償を行う。ブランチ合成部１７は、各チャネル補償部１６（１６Ａおよび１６Ｂ）において補償された信号を合成する。

制御チャネル復号部（ビタビ復号部）１９は、合成された信号のうち、制御チャネルについてビタビ復号する。そして、制御チャネル復号部１９において、予め設定されている自局ＩＤと制御チャネルに含まれるＩＤ情報とを比較し、一致する場合には、自局宛てデータと判定する。再送合成部１８は、自局宛てデータと判定されたデータを格納する。

ターボ復号部２１は、ターボ復号処理を実行し、復号データのＣＲＣ（Cyclic Redundancy Checking）演算と、復号データの最終部に格納されたＣＲＣビットとの一致により、正常に受信したと判断する。正常に受信したと判断された場合は結果が再送後合成部１８に通知され、再送合成部１８を開放する。

不一致の場合は、基地局２に対してＮＡＣＫ信号を送信し、再送された受信信号と再送合成部１８に格納された信号を足し合わせ、再度ターボ復号部２１において復号を行う。この不一致の場合の動作は、最大再送回数を上限として、ＣＲＣが一致するまで繰り返される。こうして正常であることが確認された信号については、パケット組立部２２に送られる。パケット組立部２２は、データパケットを合成する。

制御チャネル復号部１９において制御チャネルをビタビ復号する際に、上記のスケジューリング情報を取り出してスケジューリング情報受信部２０に与える。スケジューリング情報受信部２０は、受信したスケジュール情報に基づいて、自局宛てのフレームを受信しない期間においては復調回路等の回路を停止させる等の処理を実行するための信号を、各回路に送信する。なお、ここでの復調回路とは、ＦＦＴ１３、ＭＩＭＯ分離部１４、チャネル推定部１５およびチャネル補償部１６から構成された、アナログ信号をデジタル信号に変換する処理を実行するための回路を指す。

実施例においては、２つの受信系統のうち受信系統ＢのＡ／Ｄ変換部１２Ｂと復調回路をスケジューリング情報にしたがって停止させるほか、制御チャネル復号部１９および受信系統Ａのチャネル補償部１６Ａを停止させる。図２においては、動作を停止させる回路を濃灰色で色分けして示す。スケジューリング情報受信部２０は、これらの濃灰色で色分けして示す回路に対して停止信号を送信して動作を停止させると、内部のカウンタ等でフレームのカウントを開始する。そして、所定の期間が経過すると、停止させていた回路を起動させるための信号を送信する。

また、スケジューリング情報受信部２０は、自動利得回路２４に対して所定のタイミングでＡＧＣ制御を実行させるための制御タイミング信号（ＡＧＣモード制御信号とする）を送信し、自動利得回路２４が積極的にＡＧＣ制御を実行するためのタイミングを指示する。

また、スケジューリング情報受信部２０は、図２に示す端末３の受信回路を制御する不図示の制御部に対して信号を送信し、異周波間でのハンドオーバのためのセルサーチを実行させるための制御タイミング信号（サーチモード制御信号）を送信する。

図３は、２ブランチ構成の端末３において消費される電力を説明するための図である。図３（ａ）は従来の端末３の各部における消費電力について、図３（ｂ）は本実施形態に係る端末３の各部における消費電力について模式的に示す。端末３は図２に示すような２つの受信系統を備えた構成としている。図中、縦方向には端末３を構成する各部を示し、横方向にはＡ／Ｄ変換部１２において自局宛てのデータを受信したタイミングを基準とした、送信タイム・インターバル（ＴＴＩ）を示す。また、処理を実行中の回路については、自局宛てのフレームを処理中のＴＴＩは黒色で示し、他局宛てのフレームを処理中のＴＴＩは灰色で示す。処理を実行していない（回路の動作を停止させている）ＴＴＩについては、白色で示す。

図３（ａ）に示すように、従来における端末３は、他局宛てのデータが基地局２から送信されている期間であっても、Ａ／Ｄ変換部１２からビタビ復号を行う制御チャネル復号部１９までについては、常時動作している。２アンテナを備えたＭＩＭＯにて受信する場合は、２つの受信系統が動作している。

一方、図３（ｂ）に示すように、本実施形態に係る端末３は、制御チャネル復号部１９において自局宛てのデータの制御チャネルを復号すると、スケジューリング情報を読み出してスケジューリング情報受信部２０に与える。スケジューリング情報受信部２０は、受信したスケジューリング情報にしたがって、所定の期間、図３の例では６から７フレームの間、動作が不要な回路についてはその動作を停止させる。

上記の通り、スケジューリング情報は、基地局２においてスケジューラにより端末３ごとにフレームを割当てた際に、次にデータを送信するタイミングを判断して設定されている。このため、図３に示すように次に自局宛てのデータが送信されるのが１０フレーム後であるような場合は、スケジューリング情報として例えば１０フレーム以下の停止期間として「６（フレーム）」と設定することにより、他局に対して割当てられているフレームについては、動作させておく必要のない回路の動作を停止させておくことが可能とされる。

以下、基地局２のスケジューリングの機能を利用してスケジューリング情報を設定する方法およびスケジューリング情報を用いて端末３において所定の回路の動作を停止させる方法について、図４から図８を用いて具体的に説明する。

図４は、基地局２におけるスケジューリング処理を説明するための図（その１）である。図４の例においては、基地局２配下には４台の端末３が接続されている状態を示す。なお、図中においては端末３Ａについては「ＭＳ３Ａ」と表記しており、他の端末３Ｂ、３Ｃ、３Ｄについても端末３Ａについてと同様に、ＭＳ３Ｂ、ＭＳ３Ｃ、・・・と表記している。

基地局２においては、キューを設けて各端末向けのデータをバッファリングし、通信品質の変動に応じて各端末３に送信するデータ量を適切に割当て可能にされている。すなわち、キューの状態は、上記のスケジューリングの処理により、流量の高い端末についてのキューほどバッファ量が大きくなり、またフレームが割当てられる確率が高くなる。このため、図４に示すように、キューには、次にリソースを割当てられたタイミングで送信すべきデータまで蓄積している。流量の少ない端末（図４の例では「ＭＳ３Ａ」がこれに相当）についてはリソースの割当て量を少なくし、流量の高い端末と同様に、次に送信すべきデータまで蓄積している。これらのフレームの割当てについては、スケジューリングにより従来から実施されてきている技術である。

ここで、図４中でキューに蓄積されているデータに対して付されている数字は、相対的な送信フレームの番号、すなわち、基地局２から送信される順番を表している。例えば、バッファリングされているデータのうち、基準となるフレームから数えて最初のフレームで基地局２から送信されるデータは、図中「１」番で示す端末３Ａ宛てのデータであり、その次に基地局２から送信されるデータは、図中「２」番で示す端末３Ｂ宛てのデータがこれに相当する。以降の説明においては、あるフレームを基準として、そのフレームから数えた相対的な送信フレームを相対送信フレームと定義し、ｎ番目のフレームに割当てられたデータを、ｎ番フレームのデータと表すこととする。

上記の通り、例えば端末３Ａ向けのキューには、１番フレームのデータを読み出すタイミングにおいては、既に次に送信すべきデータすなわち１１番フレームのデータが蓄積されている。このことを利用して、次に端末３Ａ宛てにデータが送信されるタイミングを示すスケジューリング情報を付加して、１番フレームのデータを送信する。

基地局２においてスケジューリング情報を付加するために実行される動作について、具体的に説明する。
まず、スケジューラは、スケジューリングの結果フレームの割当てられているデータに対してスケジューリング情報を求める。スケジューリング情報は、キューに次に蓄積されているデータの相対送信フレームの値等を用いて求めるが、詳しくは後述する。そして、求められたスケジューリング情報と、制御信号の送信を管理する制御チャネル送信部から与えられた制御信号とを加算することにより、制御チャネルデータを得る。このとき、スケジューリング情報は、図４に示すように、制御チャネルデータの所定の領域３０に格納される。

セレクタ（ＳＥＬ）は、相対送信フレームが示す順番でキューからリソースを取り出して個別チャネルデータを生成し、順次多重化装置（ＭＵＸ）に与えていく。一方で生成された制御チャネルデータは、セレクタの処理タイミングに対応させて多重化装置に与えられる。多重化装置は、それぞれの端末３に対して個別チャネルデータおよび個別チャネルデータに対応する制御チャネルデータを送信する。

端末３Ａにおいては、１番フレームのデータと共に、制御チャネルデータの所定の領域３０に格納されているスケジューリング情報を受信することになる。このスケジューリング情報を解析することにより、端末３は、次に自局宛てのデータ（ここでは１１番フレームのデータ）が基地局２から送信されるまでの期間に関する情報を得ることができる。

図５は、端末３における動作を説明するための図である。説明の簡単のために、自局宛ての１番フレームのデータがＦＦＴ１３に入力されたときの相対的な送信シーケンス番号（図５においては「ＴＳＮ（Transmission Sequence Number）」と表記）を１とする。相対的な送信シーケンス番号は、１単位の送信タイム・インターバル（ＴＴＩ）に対応するように割当てられている。以下、ある送信タイム・インターバルを基準とする相対的な送信シーケンス番号を、相対シーケンス番号と表現することとし、図５では、ＦＦＴ１３に自局宛ての１番フレームのデータが入力された送信タイム・インターバルを基準とする。

図２の説明において述べたように、受信したデータが自局宛てであるか否かの判定は、制御チャネル復号部（ビタビ復号部）１９においてなされる。制御チャネル復号部１９は、自局宛てと判定されたデータからスケジューリング情報を読み出してその情報をスケジューリング情報受信部２０に与える。言い換えると、自局宛てのデータに含まれるスケジューリング情報は、制御チャネル復号部１９に自局宛てのデータが入力されることで、端末３において認識される。

一方、自局宛てのデータを処理するためには、制御チャネル復号部１９の前段の各回路全てが動作している必要がある。すなわち、他局宛てに割当てられたフレームであるとして各回路を停止できる期間を設定するには、基地局２のスケジューラにおいてバッファに蓄積されている次のフレームまでの期間に加えて、端末３において処理を開始してから制御チャネル復号部１９に入力されるまでの時間差を更に考慮に入れる必要がある。ここでは、ＦＦＴ１３と制御チャネル復号部１９との間で生じる遅延を内部遅延と定義する。この定義によれば、図５の例では、内部遅延量は３ＴＴＩつまり３フレームの期間である。

内部遅延を考慮に入れると、図５の例において復調回路等を停止させても自局宛てのデータを受信する処理に影響を及ぼさない期間は、相対シーケンス番号でいうと５番から１０番までとなる。基地局２においてスケジューリング情報を設定する際には、このような端末３における内部遅延を考慮に入れた上で、適切な値が停止可能なフレーム数（以下、停止可能フレーム数と表記）として設定される。

すなわち、次に自局宛てのデータを受信するまでの期間（１０フレーム）から、内部遅延の３フレーム（図５の相対シーケンス番号では１番から３番）および制御チャネル復号部１９においてスケジューリング情報を取り出す処理に要する１フレーム（図５の相対シーケンス番号では４番がこれに相当）を除いた、１０−（３＋１）＝６フレームを、停止可能フレーム数として設定するのが好ましい。これにより、端末３においては、他局宛てのデータを受信しているフレームについては動作不要な回路については停止させつつ、自局宛てのデータを受信すべきフレームについては確実に各回路を起動させておくことができる。

基地局２において設定された停止可能フレーム数は、スケジューリング情報として、例えばチャネルビットに所定の値を設定することによって設定される。チャネルビットと停止可能フレーム数との対応付けは、チャネルビットを設定して通知する側の基地局２と通知を受ける側の端末３との間で共通した情報を保有している必要がある。以下、本実施形態において基地局２と端末３とで保有されるテーブルについて説明する。

図６は、スケジューリング情報についてのテーブルの一例である。図６においては、制御チャネルのうち、３ビットをスケジューリング情報のために使用し、８通りの停止可能フレーム数を用意している場合についてのテーブルの例を示す。チャネルビットの最上位ビット（ＭＳＢ）から最下位ビット（ＬＳＢ）までの各ビットの組み合わせを［ａ１、ａ２、ａ３］と表記する。ここで、最上位ビットはａ１、最下位ビットはａ３とする。［０、０、０］は、停止可能フレーム数がゼロであることを表す。

実施例においては、基地局２において求めた停止可能フレーム数以下の値に対応するビットの組み合わせのうち、最も大きい停止可能フレーム数に対応するビット列をスケジューリング情報として設定している。

上記の例では、基地局２において求めた停止可能フレーム数は６フレームであり、図６のテーブルでは、昇順に０、１、２、４、６、８、１６および３２フレームの８通りの値が、設定可能な停止可能フレーム数として用意されている。テーブルに設定されている８通りの停止可能フレーム数のうち、基地局２において求められた６フレーム以下の値を取り、且つ最大の値は「６」である。したがって、これに対応する［１、０、０］のビット列がチャネルビットとして選択され、図４の制御チャネルの所定の領域３０に書き込まれる。

このような条件の下でビット列を選択することにより、端末３は、他局宛てのデータを受信しているフレームにおいては不要な動作を停止させつつ、自局宛てのデータ処理を実行すべきタイミングにおいては確実に回路を起動しておくことができる。

上記の通信方法は、例えば新たな端末３が基地局２を介して無線通信システム１へのアクセスを開始した場合等であっても適用が可能である。以下、新たな端末３が無線通信システム１のネットワークに接続した場合の基地局２におけるスケジューリング処理、および端末３における処理について説明する。

図７は、基地局２におけるスケジューリング処理を説明するための図（その２）である。図７に示す各部の動作については、図４と同様であるのでここではその説明を割愛し、無線通信システム１に接続する端末３（端末３Ｅ）が追加された場合の処理について説明する。

基地局２は、新たにネットワークに接続を開始した端末３Ｅ（図７においてはＭＳ３Ｅと表記）についてのリソースを割当てる。説明のため、端末３Ｅについてのリソースの割当ては、図７では１１番フレームのデータについてのスケジューリングが完了したタイミングで行われたとする。

図７に端末３Ｅについてのキューを示す。端末３Ｅにリソースが割当てられたタイミングにおいては１１番のフレームまで割当てが完了しているので、端末３Ｅに対しては、１２番のフレームからスケジューリングが実行される。以降は、基地局２配下の全ての端末３について、各端末３に対して送信すべきデータ量や端末３ごとの受信品質等にしたがって、スケジューリングが実行されていくことになる。図７の例のように、１２番のフレームの次に端末３Ｅに割当てられたフレームが、３２番のフレームであるとする。この場合は、１２番から３２番までの間の３２−１２＝２０フレームの期間内は、端末３Ｅ以外の端末３についてデータ送信される期間と判断できる。上記の通り、端末３において生じる内部遅延を更に考慮に入れることにより、適切な停止可能フレーム数が設定される。

図８は、端末３Ｅにおける動作を説明するための図である。図８に示す相対シーケンス番号（ＴＳＮ）は、図７中の１番フレームに対応するシーケンス番号を基準としている。
端末３Ｅについても上記の場合と同様に内部遅延が生じ、制御チャネル復号部１９とＦＦＴ１３とでは３フレーム分タイミングにずれが生じている。上記と同様に、基地局２は、端末３Ｅにおける内部遅延と基地局２におけるスケジューリングの結果とに基づいて停止可能フレーム数を算出する。

具体的には、端末３Ｅについては、次に端末３Ｅ宛てのデータを受信するまでの期間（３２−１２＝２０フレーム）から、内部遅延の３フレーム（相対シーケンス番号では１３番から１５番）および制御チャネル復号部１９においてスケジューリング情報を取り出す期間の１フレーム（相対シーケンス番号では１６番がこれに相当）を除いた、２０−（３＋１）＝１６フレームが、停止可能フレーム数として設定される。

設定した停止可能フレーム数を制御チャネルに格納する方法については、先に図６を参照して説明した方法と同様である。基地局２において、図６のテーブルに基づいて、停止可能フレーム数として「１６フレーム」と対応付けられている［１、１、０］のビット列を選択する。ここで、端末３Ｅについても、図６に示すテーブルを保有している。これにより、端末３は、図６に示すテーブルの情報とチャネルビットとから停止可能フレーム数を読み出し、読み出した停止可能フレーム数（ここでは１６フレーム）に対応する期間中に所定の回路の動作を停止させる。

以上説明したように、上記の実施形態に係る通信システムによれば、基地局２においてスケジューリングを実行する際には、基地局２配下の複数の端末３について、それぞれ次に送信すべきタイミングを認識することができる。このことを利用して、復調回路等の所定の回路について、基地局２から通知された停止可能フレーム数にしたがってその動作を停止させ、端末３の受信回路における消費電力の抑制を可能としている。以下、端末の受信回路における上記の通信方法の効果について、タイムチャートを用いて説明する。

図９は、１系統のアンテナから構成される端末についての受信回路のタイムチャートを示す図であり、図１０は、２系統のアンテナから構成される端末についてのタイムチャートを示す図である。なお、最上段の相対シーケンス番号（ＴＳＮ）については、上記の説明では１番のシーケンス番号に対応するタイミングでＡ／Ｄ変換部１２に信号が入力されたこととして記載しているが、図９および図１０においては０番のシーケンス番号に対応するタイミングで信号がＡ／Ｄ変換部１２に入力されたこととして記載している。また、端末３が０番フレームで自局宛てのデータを受信した後に自局宛てデータが送信されるフレーム番号、および内部遅延については先と同様の値を用いており、それぞれ１０番データフレームおよび３フレームである。

図９に示す１系統のアンテナから構成される端末については、基地局から受信した停止可能フレーム数に対応する期間内であっても、復調回路の全体を停止させることはできない。このため、チャネル補償部１６や制御チャネル復号部（ビタビ復号部）１９等の所定の回路についてのみ停止させている。

これに対し、図１０に示す２系統のアンテナから構成される端末については、停止可能フレーム数に対応する期間においては、２系統の受信系統のうち一方について動作を停止させておいてもよい。このため、ＦＦＴ１３Ｂ、ＭＩＭＯ分離部１４Ｂ、チャネル推定部１５Ｂ、チャネル補償部１６Ａ、１６Ｂおよび制御チャネル復号部（ビタビ復号部）１９については、動作を停止させている。図１０には示されていないが、一方のアンテナ（図２においては受信部１１）を更に停止させてもよい。図１０に示すような受信ダイバシチを備えた構成を備えた端末については、停止可能フレーム数に対応する期間内は、少なくとも１つの系統については動作させておき、残りの系統については停止させておくこととしてもよい。

図９および図１０いずれの構成を備えた端末であっても、他局宛てのデータが送信されるべきフレームについては動作を停止させてもよい回路に対して、スケジューリング情報受信部２０から上記の停止信号を送信することにより、停止させている回路における消費電力を抑制することが可能とされる。

ところで、これまで説明してきたように、端末３においては他局に割り当てられたフレームに対応する期間については復調回路等の所定の回路を停止させることにより、消費電力を抑制することが可能とされる。消費電力を抑制することができるほかに、スケジューリング情報を利用して伝送速度の増大に伴う他の問題を改善することもできる。

図１１は、端末の受信回路についての他のタイムチャートを示す図である。なお、図１１中においては、端末３の受信回路のうち一部についてのみ示している。また、相対シーケンス番号（ＴＳＮ）については、図９および図１０と同様に、０番の相対シーケンス番号に対応するタイミングでＡ／Ｄ変換部１２に信号が入力されたこととして記載している。

既述の通り、制御チャネル復号部（ビタビ復号部）１９に自局宛ての信号が入力されると、制御チャネル復号部１０からスケジューリング情報受信部２０に対してスケジューリング情報が渡される。スケジューリング情報受信部２０は、図６に示すテーブルを参照して、停止可能フレーム数を求める。そして、自動利得回路（ＡＧＣ）２４に対してＡＧＣ制御イネーブル信号を送信し、内部のカウンタにてフレーム数のカウントを開始する。自動利得回路２４は、停止可能フレーム数が示す期間内においては自由にＡＧＣ制御を行う。

停止可能フレーム数に対応する期間が経過すると、スケジューリング情報受信部２０は、自動利得回路２４に対してＡＧＣ制御を停止させるための信号を送信する。停止信号を受信した自動利得回路２４においては、以降は自由なＡＧＣ制御を行わない。

このように、端末３においては、停止可能フレーム数に対応する期間内、すなわち他局宛ての信号を処理するための期間内には積極的にＡＧＣ制御を実行することとし、自局宛ての信号を処理すべき期間内はＡＧＣ制御を抑制する。これにより、ＡＧＣ制御によって頻繁に利得が切り替えられ、特性が劣化するという従来からの無線通信の高速化に伴う問題を改善することが可能とされる。

図１２は、端末の受信回路についての更に他のタイムチャートを示す図である。図１２においても図１１と同様に、端末３の受信回路のうち一部の構成についてのみ示している。また、図９から図１２と同様に、０番の相対シーケンス番号（ＴＳＮ）に対応するタイミングで、Ａ／Ｄ変換部１２に信号が入力されたこととして記載している。

制御チャネル復号部（ビタビ復号部）１９からスケジューリング情報を受信したスケジューリング情報受信部２０は、停止可能フレーム数を求め、生成したサーチモード制御信号を、端末３の受信回路を制御する制御部（図２においては不図示）に対して送信する。そして、内部のカウンタにてフレーム数のカウントを開始する。制御部は、サーチモード制御信号を受信すると、各回路に対してサーチを開始させるための指示を与える。

サーチモード制御信号を受信したＡ／Ｄ変換部１２は、異種無線ネットワークのサーチを開始する。異種無線ネットワークのサーチにおいては、異周波間でのハンドオーバを実施するために、通信を保持しつつ、異なる周波数のキャリアでのセルサーチ等の同期確立処理が行われる。停止可能フレーム数に対応する期間が経過すると、スケジューリング情報受信部２０は、Ａ／Ｄ変換部１２においてサーチを停止させるための停止信号をＡ／Ｄ変換部１２に送信する。停止信号を受信したＡ／Ｄ変換部１２においては、以降は異種無線ネットワークのサーチを行わない。

このように、他局宛てに割当てられたフレームにおいて異種無線ネットワークのサーチを行うことで、伝送速度の増大に伴い１フレーム当たりの時間が今後更に短くなっていった場合であっても、サーチを実行するための時間を確保することが可能とされる。

以上、本実施形態に係る通信システムによれば、基地局２から配下の各端末３に対してデータを送信する際に、その端末３に対して次にデータを送信するタイミングに関する情報であるスケジューリング情報を、制御チャネルを利用して通知する。スケジューリング情報を受信した端末３においては、受信したデータが自局宛てのデータであると判定すると、その制御チャネルの所定の領域からスケジューリング情報を読み出し、読み出した情報に基づいて、所定の期間内は復調回路等の動作を停止させる。あるいは、所定の期間内はＡＧＣ制御や異周波間でのハンドオーバのためのサーチを積極的に実施する。これにより、伝送速度の増大に伴う各種の問題、すなわち、端末３の消費電力の増大、ＡＧＣ制御が頻繁に実施されることによる特性の劣化、サーチのための時間が確保できない、等の問題を改善することが可能とされる。

なお、上記の実施例においては、スケジューリング情報として停止可能フレーム数を設定しているが、これに限らない。例えば、何フレーム後にフレームが割当てられているかを設定することとしてもよい。停止可能フレーム数を設定する場合と同様に、端末３において、次に自局に割当てられているフレームを判断することができる。また、他局に割当てられたフレーム数の最小値を設定することとしてもよい。端末３において、自局に割当てられたフレーム時には、停止させていた回路の起動や、ＡＧＣ制御やサーチ等の処理の停止を確実にすることができる。

また、上記の実施例においてはチャネルビットを用いて制御チャネルにスケジューリング情報を格納しているが、これに限らない。基地局２において求めたフレーム数自体を格納することとしてもよい。停止させていた回路を起動させる指示、およびＡＧＣ制御やサーチを停止させる指示を、より厳密に行い、より消費電力の抑制、特性劣化の防止、サーチの時間の確保等の効果が高められる。

更には、基地局２を介して通信ネットワーク１に接続する端末３の数の変動に応じて、スケジューリング情報を無効化する無効化手段を備えることとしてもよい。端末数が減少すると、相対的に他局宛てのフレームの占める割合が小さくなり、上記方法の効果も相対的に小さくなる。そこで、無効化手段は、スケジューリング情報を無効とする情報を任意のフレームの制御チャネル等に含めて各端末３に送信する。かかる情報を受信した端末３においては、回路の動作を停止させる処理等を停止させる。スケジューリング情報を無効として各種処理を停止させた後は、端末３においては従来と同様の処理が実行される。

これにより、端末３は、上記通信方法の効果が比較的小さい場合には、従来の通信方法を用いてデータ受信をし、上記通信方法による効果が比較的大きい場合にはスケジューリング情報を用いて各種処理を行う。すなわち、端末３は、通信環境に応じて適切な通信方法を選択することが可能とされる。

（付記１）
時分割多重アクセス方式を採用する無線通信装置であって、
端末装置に送信すべき第１のデータおよび該第１のデータよりも後に該端末装置に送信すべき第２のデータのために、第１および第２のフレームの割当てを決定するスケジューリング手段と、
前記第１のフレームに対する前記第２のフレームの相対的なフレーム数を示す相対フレーム数に基づいて、前記端末装置に対して前記第２のデータを送信するタイミングを通知するための、スケジューリング情報を生成する生成手段と、
前記生成手段により生成されたスケジューリング情報を、前記第１のデータに対応する制御チャネルに付加して前記端末装置に送信する付加手段と
を備えたことを特徴とする無線通信装置。
（付記２）
前記スケジューリング情報は、前記相対フレーム数を超えないフレーム数を示す、送信停止フレーム数情報から構成され、
前記端末装置は、前記スケジューリング情報を読み出して、前記送信停止フレーム数情報が示す期間内は該端末装置内の受信回路を停止させることによりデータの受信処理を停止させる
ことを特徴とする付記１記載の無線通信装置。
（付記３）
前記スケジューリング情報は、前記相対フレーム数を超えないフレーム数を示す、送信開始フレーム数情報から構成され、
前記端末装置は、前記スケジューリング情報を読み出して、データの受信処理の停止から前記送信開始フレーム数情報が示す期間を経過すると、データの受信処理を再開する
ことを特徴とする付記１記載の無線通信装置。
（付記４）
前記付加手段は、予め用意された複数の離散値の集合の中から、前記送信停止フレーム数情報に対応する値を選択して、前記第１のデータに対応する制御チャネルに付加する
ことを特徴とする付記２記載の無線通信装置。
（付記５）
前記スケジューリング情報と前記複数の離散値のそれぞれを表す１ビット以上のビット列との対応関係を示す情報を格納する格納手段
を更に備え、
前記付加手段は、前記格納手段参照して前記複数の離散値の集合の中から前記送信停止フレーム数情報に対応するビット列を選択し、該ビット列を前記第１のデータに対応する制御チャネルのチャネルビットに設定する
ことを特徴とする付記４記載の無線通信装置。
（付記６）
前記端末装置は、受信ダイバシチを備え、
前記送信停止フレーム数情報が示す期間内は、前記端末装置において受信アンテナの一部の動作を停止させることによりデータの受信処理を停止させる
ことを特徴とする付記５記載の無線通信装置。
（付記７）
前記端末装置において、前記送信停止フレーム数情報が示す期間中に自動利得制御を行う
ことを特徴とする付記５記載の無線通信装置。
（付記８）
前記端末装置において、前記送信停止フレーム数情報が示す期間中に異周波間でのハンドオーバを実施するためのサーチを行う
ことを特徴とする付記５記載の無線通信装置。
（付記９）
前記スケジューリング情報を無効化するための無効化手段
を更に備えたことを特徴とする付記５記載の無線通信装置。
（付記１０）
時分割多重アクセス方式を採用する無線通信システムにおいて使用される移動端末装置であって、
自局宛てのデータを判断する判断手段と、
前記判断手段により自局宛てと判断されたデータについての制御チャネルを解析する解析手段と、
前記制御チャネルから次回自局宛てのデータを受信するタイミングを示すスケジューリング情報を読み出す読出手段と、
前記読出手段により読み出されたスケジューリング情報にしたがって、所定の期間内においてはデータの受信回路を停止させる停止手段と
を備えたことを特徴とする移動端末装置。
（付記１１）
時分割多重アクセス方式を採用する無線通信方法であって、
端末装置に送信すべき第１のデータおよび該第１のデータよりも後に該端末装置に送信すべき第２のデータのために、第１および第２のフレームの割当てを決定し、
前記第１のフレームに対する前記第２のフレームの相対的なフレーム数を示す相対フレーム数に基づいて、前記端末装置に対して前記第２のデータを送信するタイミングを通知するための、スケジューリング情報を生成し、
前記生成されたスケジューリング情報を、前記第１のデータに対応する制御チャネルに付加して前記端末装置に送信する
処理を備えたことを特徴とする無線通信方法。

本実施形態に係る通信システムの構成図である。 端末の機能ブロック図である。 端末において消費される電力を説明するための図である。 基地局におけるスケジューリング処理を説明するための図（その１）である。 端末における動作を説明するための図（その１）である。 スケジューリング情報についてのテーブルの一例である。 基地局におけるスケジューリング処理を説明するための図（その２）である。 端末における動作を説明するための図（その２）である。 １系統のアンテナから構成される端末についての受信回路のタイムチャートを示す図である。 ２系統のアンテナから構成される端末についてのタイムチャートを示す図である。 端末の受信回路についての他のタイムチャートを示す図である。 端末の受信回路についての更に他のタイムチャートを示す図である。 従来における移動局の機能ブロック図である。

符号の説明

１ 無線通信システム
２ 基地局
３ 端末

Claims (10)

1. 時分割多重アクセス方式を採用する無線通信装置であって、
   端末装置に送信すべき第１のデータおよび該第１のデータよりも後に該端末装置に送信すべき第２のデータのために、第１および第２のフレームの割当てを決定するスケジューリング手段と、
   前記第１のフレームに対する前記第２のフレームの相対的なフレーム数を示す相対フレーム数に基づいて、前記端末装置に対して前記第２のデータを送信するタイミングを通知するための、スケジューリング情報を生成する生成手段と、
   前記生成手段により生成されたスケジューリング情報を、前記第１のデータに対応する制御チャネルに付加して前記端末装置に送信する付加手段と
   を備えたことを特徴とする無線通信装置。
2. 前記スケジューリング情報は、前記相対フレーム数を超えないフレーム数を示す、送信停止フレーム数情報から構成され、
   前記端末装置は、前記スケジューリング情報を読み出して、前記送信停止フレーム数情報が示す期間内は該端末装置内の受信回路を停止させることによりデータの受信処理を停止させる
   ことを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
3. 前記スケジューリング情報は、前記相対フレーム数を超えないフレーム数を示す、送信開始フレーム数情報から構成され、
   前記端末装置は、前記スケジューリング情報を読み出して、データの受信処理の停止から前記送信開始フレーム数情報が示す期間を経過すると、データの受信処理を再開する
   ことを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
4. 前記スケジューリング情報と複数の離散値のそれぞれを表す１ビット以上のビット列との対応関係を示す情報を格納する格納手段
   を更に備え、
   前記付加手段は、前記格納手段参照して前記複数の離散値の集合の中から前記送信停止フレーム数情報に対応するビット列を選択し、該ビット列を前記第１のデータに対応する制御チャネルのチャネルビットに設定する
   ことを特徴とする請求項４記載の無線通信装置。
5. 前記端末装置は、受信ダイバシチを備え、
   前記送信停止フレーム数情報が示す期間内は、前記端末装置において受信アンテナの一部の動作を停止させることによりデータの受信処理を停止させる
   ことを特徴とする請求項４記載の無線通信装置。
6. 前記端末装置において、前記スケジューリング情報が示す期間中に自動利得制御を行う
   ことを特徴とする請求項４記載の無線通信装置。
7. 前記端末装置において、前記スケジューリング情報が示す期間中に異周波間でのハンドオーバを実施するためのサーチを行う
   ことを特徴とする請求項４記載の無線通信装置。
8. 前記スケジューリング情報を無効化するための無効化手段
   を更に備えたことを特徴とする請求項４記載の無線通信装置。
9. 時分割多重アクセス方式を採用する無線通信システムにおいて使用される移動端末装置であって、
   自局宛てのデータを判断する判断手段と、
   前記判断手段により自局宛てと判断されたデータについての制御チャネルを解析する解析手段と、
   前記制御チャネルから次回自局宛てのデータを受信するタイミングを示すスケジューリング情報を読み出す読出手段と、
   前記読出手段により読み出されたスケジューリング情報にしたがって、所定の期間内においてはデータの受信回路を停止させる停止手段と
   を備えたことを特徴とする移動端末装置。
10. 時分割多重アクセス方式を採用する無線通信方法であって、
    端末装置に送信すべき第１のデータおよび該第１のデータよりも後に該端末装置に送信すべき第２のデータのために、第１および第２のフレームの割当てを決定し、
    前記第１のフレームに対する前記第２のフレームの相対的なフレーム数を示す相対フレーム数に基づいて、前記端末装置に対して前記第２のデータを送信するタイミングを通知するための、スケジューリング情報を生成し、
    前記生成されたスケジューリング情報を、前記第１のデータに対応する制御チャネルに付加して前記端末装置に送信する
    処理を備えたことを特徴とする無線通信方法。