JP2008125101A - 無線通信装置及び無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】自セル及び周辺セルのスループットを向上させること。
【解決手段】ＣＩＲ測定部３０７は、全サブキャリアについてＣＩＲを測定する。ブロック選択部３０８は、ＣＩＲ測定結果について、自セル及び周辺セルのトラヒック量に応じた閾値情報に基づいて閾値判定を行う。ＣＩＲ平均化部３０９は、使用可能ブロックのＣＩＲを平均化する。ＣＱＩ生成部３１０は、ＣＩＲの平均値に基づいてＣＱＩを生成する。生成されたＣＱＩと選択されたブロック番号とが基地局装置に報告される。
【選択図】図３

Description

本発明は、マルチキャリア伝送における無線通信装置及び無線通信方法に関するものであり、例えば、ＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplex)通信端末装置に適用して好適なものである。

従来、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband-Code Division Multiple Access）移動通信システムでは、高速大容量な下りチャネルを複数の通信端末装置が共有し、基地局装置から通信端末装置にパケットデータを高速伝送する下り高速パケット伝送方式（ＨＳＤＰＡ：High Speed Downlink Packet Access）が開発されている。

ここで、Ｗ−ＣＤＭＡシステムにおけるＨＳＤＰＡについて簡単に説明する。通信端末装置が受信ＣＩＲ（Carrier to Interference Ratio）を測定し、測定したＣＩＲに基づいて下り回線状態を示す情報（例えば、ＣＱＩ：Channel Quality of Indicator）を基地局装置に報告する。基地局装置は各通信端末装置から報告されたＣＱＩに基づいて、パケットデータを送信する通信端末装置（送信先装置）を決定する。これをスケジューリングという。また、送信先装置に送信するパケットデータをどのような変調方式及び符号化率（ＭＣＳ：Modulation and Coding Scheme）で処理するかをＣＱＩが示す下り回線状態に基づいて決定する。これをＭＣＳ割り当てという。基地局装置は、決定した送信先装置に決定したＭＣＳでパケットデータを送信する。

ＭＣＳ割り当ての具体例として、図１４のようなフェージング変動があった場合を考える。図１４は、フェージングによる受信電力の時間変動を示す図である。この図において、横軸を時間、縦軸を受信電力とし、ｔ１で受信電力が最大となり、ｔ２で受信電力が最小なったとする。ｔ１では、伝搬路が良好な状態であると判断し、高いＭＣＳレベル（例えば、１６ＱＡＭ、符号化率３／４）を割り当てる。一方、ｔ２では、伝搬路が劣悪な状態であると判断し、低いＭＣＳレベル（例えば、ＱＰＳＫ、符号化率１／４）を割り当てる。

このように、割り当てられるＭＣＳのレベルが高い通信端末装置を送信先として決定すれば、短時間で多くのデータを送信することができるので、システムのスループットを向上させることができる。

また、従来のＷ−ＣＤＭＡシステムでは、送信電力を制御することにより、ビット当たりの受信品質を保つが、ＨＳＤＰＡでは、上述したようにＭＣＳを制御することにより、ビット当たりの受信品質を保つことができる。

上述したＨＳＤＰＡは、Ｗ−ＣＤＭＡシステムに適用することを前提とした技術であるが、次世代の通信方式として有望なＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）通信端末装置にＨＳＤＰＡ技術を適用することが検討されている。ＯＦＤＭにＨＳＤＰＡ技術を適用した例として、以下のものがある。

（従来例１）
通信端末装置は、全サブキャリアの受信ＣＩＲを測定し、測定したＣＩＲに基づいてＣＱＩを基地局装置に報告する。基地局装置は各通信端末装置から報告されたＣＱＩに基づいて、スケジューリング、ＭＣＳ割り当てを行い、全サブキャリアを使って送信する。または、全周波数にわたるサブキャリアを均等に分散して送信する。また、周辺セルに与える干渉を低減するため、使用しないサブキャリアを用意する。周辺セルのユーザ数が多くなってきた場合、使用しないサブキャリアを増加させることによって、周辺セルに与える多くの干渉を防ぐことができ、システムスループットを向上させることができる。

図１５は、従来例１における周波数の割り当て方法を示す図である。ここでは、一例として、ユーザ数を２とし、ＵＥ１とＵＥ２に周波数を割り当てる様子を示す。システムで使用する周波数帯域を５ＭＨｚとし、サブキャリア数を５１２とする。従来例１は、図１５に示すように、全サブキャリアをＵＥ１、ＵＥ２及び割り当てないサブキャリア（割り当て対象なし）で順番に割り当てる。割り当て対象なしのサブキャリアは、ユーザ１とユーザ２の間に割り当てられる。

（従来例２）
従来例２では、周波数（サブキャリア）によるフェージング変動の違いがＭＣＳ割り当てに反映されるように、次のような方法でスケジューリングとＭＣＳ割り当てを行っている。通信端末装置は全サブキャリアの受信ＣＩＲを測定し、測定したＣＩＲに基づいてＣＱＩを基地局装置に報告する。基地局装置は各通信端末装置から報告されたＣＱＩに基づいて、送信する通信端末装置(複数でも可)とＭＣＳとサブキャリアを決定する。

次の送信回からは通信端末装置は割り当てられたサブキャリアのＣＩＲに基づいてＣＱＩを生成し、このＣＱＩを基地局装置に報告する。基地局装置はその通信端末装置に対して、次も同じサブキャリアを使えばより正確なＣＱＩによるＭＣＳ割り当てを行うことができる。この方法を概念的に示したのが図１６である。

図１６は、従来例２における通信方法を概念的に示した図である。この図では、ＮｏｄｅＢ（基地局装置）とＵＥ１〜３（通信端末装置１〜３）が通信している場合を想定する。まず、ＵＥ１〜３が初回の送信において、全サブキャリアについてＣＱＩをＮｏｄｅＢに送信する（図中（１））。ＮｏｄｅＢは、送信されたＣＱＩに基づいてスケジューリングを行い、データの送信を開始する（図中（２））。ＵＥ１〜３は、次の送信回のため、割り当てられた周波数（サブキャリア）についてＣＱＩをＮｏｄｅＢに送信する（図中（３））。ＮｏｄｅＢは、次の送信回のスケジューリングを行い、ＵＥ３にデータの送信を行う。（図中（４））この例では、図中（２）において、ＮｏｄｅＢはＵＥ１〜３に対して、図１７に示すように、周波数（サブキャリア）を割当てているものとする。

図１７は、従来例２における周波数の割り当て方法を示す図である。ここでは、図１５と異なる部分についてのみ説明し、ユーザ数を３とし、ＵＥ１〜３に周波数を割り当てる様子を示す。従来例２では、隣接するサブキャリアをまとめてユーザに割り当てるようにし、隣接セルへの干渉を軽減するために割り当てないサブキャリア（割り当て対象なし）を設けるようにする。
3GPP TSG RAN WG1 Meeting #28 bis R1-02-1222 3GPP TSG RAN WG1 Meeting #29 R1-02-1321

しかしながら、上記従来例１及び従来例２では、受信電力の悪いサブキャリアを割り当ててしまうという問題がある。これについて、図１８及び図１９を用いて説明する。

図１８は、従来例１において割り当てられたサブキャリアの通信端末装置での受信電力を概念的に示した図である。ここでは、受信電力の状態をケース１とケース２として示した。この図から分かるように、受信電力の高い（伝搬状況の良い）サブキャリアも低い（伝搬状況の悪い）サブキャリアも割り当てられてしまう。

また、図１９は、従来例２において割り当てられたサブキャリアの通信端末装置での受信電力を概念的に示した図である。図１９でも図１８と同様な受信電力の状態をケース１とケース２として示した。この方法では、サブキャリアの伝搬状況に応じたＭＣＳで伝送することが可能だが、図１９に示すように受信電力の悪い（伝搬状況の悪い）サブキャリアが割り当てられてしまい、低いＭＣＳレベルレベルとなってしまう。特に、ケース２のような場合、割り当てられたサブキャリア全体が低い受信電力であることもある。

このように受信電力の落ち込んだサブキャリアで送信されたデータについては、復号することができず、再送を要求することになったり、低いＭＣＳレベルで送信することになり、スループットの低下を招いてしまう。

また、通信端末装置が全サブキャリアについてＣＱＩを個々に生成し、基地局装置に報告することも考えられるが、報告のための伝送ビット数が多くなってしまい、上り回線を圧迫してしまう。

さらに、例えば、周辺セルにおいて同一の周波数を使用するリユース１（周波数繰り返し１）のシステムでは、図２０に示すように、ＮｏｄｅＢ＃１が自セル内のＵＥに送信した信号は、周辺セル（ＮｏｄｅＢ＃２及び＃３）にとっては干渉となる。このようなシステムでは、自セルで使用するサブキャリア数で周辺セルに与える干渉が決まり、周辺セルに与える干渉が多いと、システム全体のスループットの低下を招いてしまう。このため、限られたサブキャリア数で効率良く伝送することが必要となる。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、自セル及び周辺セルのスループットを向上させる無線通信装置及び無線通信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、本発明の無線通信装置は、ＯＦＤＭ信号を受信する受信手段と、受信したＯＦＤＭ信号を復調し、各サブキャリアの受信品質を測定する受信品質測定手段と、通信相手から通知された基準に基づいて、受信品質が上位のサブキャリアを使用するサブキャリアとして選択するサブキャリア選択手段と、前記サブキャリア選択手段によって選択されたサブキャリアの受信品質を平均化する平均化手段と、前記平均化手段によって平均化された受信品質を示す報告値を生成し、生成した報告値と前記サブキャリア選択手段によって選択されたサブキャリアを示す情報とを通信相手に報告する報告手段と、を具備するようにした。

この構成によれば、通信相手から通知された基準に基づいて、受信品質が上位のサブキャリアを使用するサブキャリアとして選択することにより、ユーザのスループットを向上させることができる。また、受信品質の悪いサブキャリアは使用しないことになるため、周辺セルに与える干渉を低減し、周辺セルのスループットを向上させることができる。また、選択したサブキャリアの平均受信品質から生成した報告値と選択されたサブキャリアを示す情報とを通信相手に報告することから、報告に要するデータ量を削減することができる。

本発明の無線通信装置は、上記構成において、前記サブキャリア選択手段が、受信品質と通信相手から通知された閾値との閾値判定に基づいて、閾値以上となる受信品質のサブキャリアを使用するサブキャリアとして選択する構成を採る。

この構成によれば、受信品質と通信相手から通知された閾値との閾値判定に基づいて、受信品質が上位のサブキャリアを使用するサブキャリアとして選択することにより、ユーザのスループットを向上させることができる。

本発明の無線通信装置は、上記構成において、前記閾値が、自セル及び周辺セルのトラヒック量に応じて適応的に制御される構成を採る。

この構成によれば、自セル及び周辺セルのトラヒック量に応じた閾値が設定されることより、閾値が高く設定されると、自セルの通信端末装置が使用するサブキャリア数を少なくし、閾値が低く設定されると、自セルの通信端末装置が使用するサブキャリア数を多くすることができ、変動するトラヒック量に応じた最適なスループットを得ることができる。

本発明の無線通信装置は、上記構成において、前記サブキャリア選択手段が、通信相手から通知された数のサブキャリアを選択する構成を採る。

この構成によれば、通信相手から通知された数のサブキャリアを、受信品質が上位のサブキャリアから使用するサブキャリアとして選択することにより、ユーザのスループットを向上させることができる。

本発明の無線通信装置は、上記構成において、前記サブキャリア数が、自セル及び周辺セルのトラヒック量に応じて適応的に制御される構成を採る。

この構成によれば、自セル及び周辺セルのトラヒック量に応じたサブキャリア数が設定されることより、高いサブキャリア数が設定されると、自セルの通信端末装置が使用するサブキャリア数を多くし、少ないサブキャリア数が設定されると、自セルの通信端末装置が使用するサブキャリア数を少なくすることができ、変動するトラヒック量に応じた最適なスループットを得ることができる。

本発明の無線通信装置は、上記構成において、前記サブキャリア選択手段が、全サブキャリアの中で予め制限されたサブキャリアから使用するサブキャリアを選択する構成を採る。

この構成によれば、制限されたサブキャリアの中から使用するサブキャリアが選択されることから、全サブキャリアについての受信品質の測定や、サブキャリアの選択を行う必要がなくなるので、処理量の削減及び処理時間の短縮を図ることができる。また、報告に要するデータ量も削減することができる。

本発明の通信端末装置は、上記いずれかに記載の無線通信装置を具備する構成を採る。この構成によれば、自セル及び周辺セルのトラヒック量を考慮したサブキャリア数を、受信品質の上位のサブキャリアから選択することになり、自セル及び周辺セルのスループットを向上させることができる。

本発明の無線通信方法は、通信相手から通知された基準に基づいて、受信品質が上位のサブキャリアを使用するサブキャリアとして選択し、選択したサブキャリアの平均受信品質を示す報告値を生成し、生成した報告値と選択したサブキャリアを示す情報とを通信相手に報告するようにした。

この方法によれば、通信相手から通知された基準に基づいて、受信品質が上位のサブキャリアを使用するサブキャリアとして選択することにより、ユーザのスループットを向上させることができる。また、受信品質の悪いサブキャリアは使用しないことになるため、周辺セルに与える干渉を低減し、周辺セルのスループットを向上させることができる。また、選択したサブキャリアの平均受信品質から生成した報告値と選択されたサブキャリアを示す情報とを通信相手に報告することから、報告に要するデータ量を削減することができる。

本発明の無線通信システムによれば、自セル及び周辺セルのトラヒック量に応じたサブキャリアの選択基準となる情報を通信端末装置に送信する基地局装置と、前記基地局装置から送信される選択基準情報と、サブキャリア毎の受信品質とに基づいて、受信品質が上位のサブキャリアを使用するサブキャリアとして選択し、選択したサブキャリアの平均受信品質を示す報告値と、選択したサブキャリアを示す情報とを前記基地局装置に報告する通信端末装置と、を具備する構成を採る。

この構成によれば、通信相手から通知された基準に基づいて、受信品質が上位のサブキャリアを使用するサブキャリアとして選択することにより、ユーザのスループットを向上させることができる。また、受信品質の悪いサブキャリアは使用しないことになるため、周辺セルに与える干渉を低減し、周辺セルのスループットを向上させることができる。また、選択したサブキャリアの平均受信品質から生成した報告値と選択されたサブキャリアを示す情報とを通信相手に報告することから、報告に要するデータ量を削減することができる。

本発明によれば、通信相手から通知された基準に基づいて、受信品質が上位のサブキャリアを使用するサブキャリアとして選択し、選択したサブキャリアの平均回線品質を示す報告値を生成し、生成した報告値と使用するサブキャリアを示す情報とを通信相手に報告することにより、通信相手は品質の良いサブキャリアのみを使って伝送することが可能になり、それにより自セル及び周辺セルのスループットを向上させることができ、したがって、システム全体のスループットを向上させることができる。また、使用するサブキャリアの回線品質を平均して報告することにより、報告に要するデータ量を削減することができる。

本発明の骨子は、自セル及び周辺セルのトラヒック量によって決められた判定基準に基づいて、受信品質が上位のサブキャリアを使用するサブキャリアとして選択し、選択したサブキャリアの平均受信品質を示す報告値を生成し、生成した報告値と使用するサブキャリアを示す情報とを通信相手に報告することである。

本発明の実施の形態では、特に断らない限り、図１に示すように、使用するサブキャリア数を５１２とし、３２サブキャリアを１サブキャリアブロック（以下、単に「ブロック」という）として計１６ブロックを用い、ブロック単位で割り当てを行うものとする。このブロックには、ブロックを識別するための番号（ブロック番号）が付けられている。

（実施の形態１）
図２は、本発明の実施の形態１に係る基地局装置の送信系の構成を示すブロック図である。この図において、スケジューラ部２０１は、通信中の各通信端末装置から報告されたＣＱＩに基づいて、次のフレームでどの通信端末装置に送信するかの決定（スケジューリング）を行い、決定したスケジューリング情報をユーザ選択部２０２に出力する。このスケジューリングのアルゴリズムとしては、Max C/I, Proportional Fairnessなどがある。また、スケジューリングにおいて、送信するユーザ信号を決定したら、そのユーザ信号に対して変調方式や符合化率（ＭＣＳ:Modulation and Coding Scheme）を割り当て、割り当てたＭＣＳを符号化部２０３−１、２０３−２及び変調部２０４−１、２０４−２に通知する。さらに、同時に、各通信端末装置から使用可能なブロック番号の報告を受け、報告されたブロックのうち、どのブロックを使用するか通信端末装置毎に決定し、サブキャリアマッピング部２０５−１、２０５−２に通知する。

ユーザ選択部２０２は、各通信端末装置（この図では、一例としてＵＥ１〜ＵＥ３とする）に送信する送信データを一時記憶し、スケジューラ部２０１から出力されたスケジューリング情報に従って、送信先となる通信端末装置に送信するデータを選択し、符号化部２０３−１、２０３−２に出力する。

本実施の形態では、符号化、変調、サブキャリアマッピングを行う系列を２系列備え、ユーザ選択部２０２で２つ送信データを選択し、それぞれの系列において同じ内容の処理を並列に行うことができる。このため、一系列についてのみ説明する。さらに、制御用データについて、符号化、変調、サブキャリアマッピングを行う制御用データ処理部２０７としてもう一系列用意されている。制御用データ処理部２０７については後述する。

符号化部２０３−１は、ユーザ選択部２０２から出力された送信データに、スケジューラ部２０１から通知された符号化率でターボ符号などを用いて符号化処理を行い、変調部２０４−１に出力する。変調部２０４−１は、符号化部２０３−１から出力された送信データに、スケジューラ部２０１から通知された変調方式で変調処理を行い、サブキャリアマッピング部２０５−１に出力する。サブキャリアマッピング部２０５−１は、変調部２０４−１から出力された変調後の送信データを、スケジューラ部２０１で決定されたサブキャリアにマッピングし、多重部２０８に出力する。

閾値算出部２０６は、自セル及び周辺セルのトラヒック情報に基づいて、通信端末装置において使用可能なブロックを選択するための選択基準であるＣＩＲ閾値を算出する。ＣＩＲ閾値（Ｔｈ_ＣＩＲ）の算出は、例えば、Ｔｈ_ＣＩＲ＝Ｓ_０−１０ｌｏｇ(γ_０／Σγ_ｉ)とする。このとき、Ｓ_０は基準ＣＩＲで例えば、−１０ｄＢである。γ_０は自セルのトラヒック量であり、１０ｌｏｇ(γ_０／Σγ_ｉ)は自セルのトラヒック量と自セル及び周辺６セルの合計トラヒック量の比（ｄＢ）となる。Ｓ_０＝−１０ｄＢ、γ_０／Σγ_ｉ＝１／１０であるときには、設定するＣＩＲ閾値は０ｄＢとなる。このように算出された閾値情報は、制御用データ処理部２０７に出力される。

制御用データ処理部２０７では、閾値算出部２０６から出力された閾値情報を符号化処理（符号化部２０７−１）、変調処理（変調部２０７−２）、及び、サブキャリアへのマッピング処理（サブキャリアマッピング部２０７−３）が行われ、多重部２０８に出力される。

多重部２０８は、サブキャリアマッピング部２０５−１、２０５−２、２０７−３から出力された送信データ及び閾値情報を含む制御用データ、さらにパイロット系列を多重し、Ｓ／Ｐ変換部２０９に出力する。Ｓ／Ｐ変換部２０９は、多重部２０８から出力された多重信号を複数系列の送信データに変換し、ＩＦＦＴ部２１０に出力する。ＩＦＦＴ部２１０は、Ｓ／Ｐ変換部２０９から出力された複数系列の送信データに逆高速フーリエ変換を行うことにより、ＯＦＤＭ信号を形成し、ＧＩ挿入部２１１に出力する。ＧＩ挿入部２１１は、ＩＦＦＴ部２１０から出力されたＯＦＤＭ信号にガードインターバル（ＧＩ）を挿入し、無線処理部２１２に出力する。無線処理部２１２は、ＧＩ挿入部２１１から出力された信号にＤ／Ａ変換やアップコンバートなどの所定の無線処理を行い、無線処理後の信号をアンテナを介して通信端末装置に送信する。

図３は、本発明の実施の形態１に係る通信端末装置の受信系の構成を示すブロック図である。この図において、無線処理部３０１は、基地局装置から送信された信号をアンテナを介して受信し、受信した信号にダウンコンバートやＡ／Ｄ変換などの所定の無線処理を行い、無線処理後の信号をＧＩ除去部３０２に出力する。ＧＩ除去部３０２は、無線処理部３０１から出力された信号からガードインターバルを除去し、除去した信号をＦＦＴ部３０３に出力する。ＦＦＴ部３０３は、ＧＩ除去部３０２から出力された信号に対して高速フーリエ変換を行うことにより、それぞれのブロックにより伝送された信号を取得する。取得したブロック毎の信号は、チャネル分離部３０４に出力される。

チャネル分離部３０４は、ＦＦＴ部３０３から出力されたブロック毎（実際にはサブキャリア毎）の信号をユーザ毎の系列に分離し、自装置に宛てられたデータ部、パイロット部及び制御用データ部（閾値情報を含む）を取り出す。取り出されたデータ部は、復調部３０５−１に出力され、復調部３０５−１において復調処理が施され、復号部３０６−１に出力される。復号部３０６−１は、復調部３０５−１から出力された復調信号を復号し、ユーザデータを取り出す。一方、チャネル分離部３０４で取り出された制御用データ部は、復調部３０５−２に出力され、復調部３０５−２において復調処理が施され、復号部３０６−２に出力される。復号部３０６−２は、復調部３０５−２から出力された復調信号を復号し、制御用データを取り出し、制御用データに含まれた閾値情報をブロック選択部３０８に出力する。さらに、チャネル分離部３０４で取り出されたパイロット部は、受信品質測定手段としてのＣＩＲ測定部３０７に出力され、全サブキャリアについてＣＩＲが測定される。ＣＩＲの測定結果は、ブロック選択部３０８に出力される。

ブロック選択部３０８は、ＣＩＲ測定部３０７から出力されたＣＩＲ測定結果について、復号部３０６−２から出力された閾値情報に基づいて閾値判定を行う。すなわち、閾値以上のブロックを使用可能なブロックとして選択し、選択されたブロックのＣＩＲをＣＩＲ平均化部３０９に出力する。また、選択されたブロックの番号は、図示せぬ送信部に出力される。

ＣＩＲ平均化部３０９は、ブロック選択部３０８から出力された使用可能ブロックのＣＩＲを平均化し、平均化した値をＣＱＩ生成部３１０に出力する。

ＣＱＩ生成部３１０は、ＣＩＲ、変調方式（ＱＰＳＫや１６ＱＡＭなど）、符号化率等がＣＱＩと対応付けられたＣＱＩテーブルを備えており、ＣＩＲ平均化部３０９で平均化された値に基づいてＣＱＩテーブルからＣＱＩを検索し、ＣＱＩを生成する。生成したＣＱＩは図示せぬ送信部に出力される。すなわち、閾値以上となるブロックのＣＩＲを平均化した値に相当するＣＱＩを生成するものである。

ＣＱＩ生成部３１０から出力されたＣＱＩと使用可能ブロック番号は、上り回線で基地局装置に送信される。

上述した基地局装置及び通信端末装置の動作について、自セル及び周辺セルのトラヒック量が多きときと少ないときに分けて図４から図７を用いて説明する。まず、トラヒック量が多いときについて、図４及び図５を用いて説明する。

通信端末装置におけるブロック選択部３０８では、図４に示すようなブロックの選択が行われる。図４は、本発明の実施の形態１における使用可能なブロックの選択方法を説明するための図である。ここでは、ＣＩＲの様子を２通り挙げ、同レベルのＣＩＲとなる山が複数あるケース１、高ＣＩＲとなる山が一つしかないケース２として示した。通信端末装置のブロック選択部３０８では、ブロック毎に測定されたＣＩＲと基地局装置から送信された閾値情報とに基づいて、閾値判定が行われる。この閾値は、自セル及び周辺セルのトラヒックが多いことを反映しており、比較的高めに設定されている。このため、閾値以上となるブロックは少なめになり、周辺セルに与える干渉を少なくすることができる。

ブロック選択部３０８での閾値判定は、図４に示すように、閾値以上となるＣＩＲが測定されたブロックは使用可能なブロックとして選択され、閾値未満となるＣＩＲが測定されたブロックは使用不可能なブロックとして除外される。そして、使用可能として選択されたブロックのＣＩＲがＣＩＲ平均化部３０９に出力され、選択されたブロックの番号（情報）が送信部に出力される。

ＣＩＲ平均化部３０９では、ブロック選択部３０８から出力されたＣＩＲを１ブロック当たりのＣＩＲに平均化し、ＣＱＩ生成部３１０では、平均化されたＣＩＲに相当するＣＱＩを生成する。生成されたＣＱＩは送信部に出力され、ブロック選択部３０８から出力されたブロック番号と共に、基地局装置に送信される。これにより、閾値以上となる全てのブロックについてＣＱＩを基地局装置に報告する必要がなくなり、上り回線の伝送データ量を削減することができる。

基地局装置では、各通信端末装置から報告されたＣＱＩと使用可能ブロック番号とに基づいて、スケジューラ部２０１がブロックの割り当てを行う。図５は、本発明の実施の形態１におけるブロックの割り当て例を示す図である。なお、ここでは、ブロックの割り当て対象となる通信端末装置数を２とし、ＵＥ１、ＵＥ２として表記する。基地局装置は、図５に示すように、ＵＥ１にブロック番号１４及び１５を割り当て、ＵＥ２にブロック番号８〜１１を割り当てており、それぞれのＵＥにおける受信品質が良好なブロックのみの比較的少ない割り当てとなっている。

このように、自セル及び周辺セルのトラヒック量が多い場合に、閾値を低くして、自セルで多くのブロックを割り当ててしまうと、周辺セルに多くの干渉を与えてしまい、周辺セルではブロックをほとんど使用できなくなるので、システム全体のスループットが低下してしまう。このため、閾値を高くすることにより、自セルで使用するブロックを少なくすることで、周辺セルに与える干渉を低減することができる。これにより、周辺セルのスループットの向上を図ることができる。一方、閾値を高くしすぎると、自セルでの使用可能ブロックが極端に少なくなり、自セルでのスループットの低下を招いてしまうため、周辺セルに多くの干渉を与えない範囲で、自セルで使用するブロック数を多くする必要がある。

次に、自セル及び周辺セルのトラヒック量が少ないときについて、図６及び図７を用いて説明する。

図６は、本発明の実施の形態１における使用可能なブロックの選択方法を説明するための図である。この図では、閾値以外は図４と同じ条件である。トラヒック量の少ない場合の閾値は、トラヒック量の多い場合に比べ小さく設定される。このため、閾値以上となるブロックは多めになり、より多くのブロックを使用することができるが、トラヒックが少ないときには周辺セルでの時間的なチャネル使用率が低いため、周辺セルに与える干渉はそれほど問題にならない。

トラヒック量が少ない場合も、トラヒック量が多い場合と同様に、閾値以上となるブロックを使用可能ブロックとし、使用可能ブロックのＣＩＲを平均化した値に基づいてＣＱＩを生成し、ＣＱＩと使用可能なブロック番号とが送信部から基地局装置に送信される。

基地局装置でも、トラヒック量が多い場合と同様に、各通信端末装置から報告されたＣＱＩと使用可能ブロック番号とに基づいて、スケジューラ部２０１がブロックの割り当てを行う。図７は、本発明の実施の形態１におけるブロックの割り当て例を示す図である。基地局装置は、図７に示すように、ＵＥ１にブロック番号３〜５、及び１３〜１６を割り当て、ＵＥ２にブロック番号６〜１２を割り当てており、トラヒック量が多い場合に比べ、多くのブロックを割り当てている。

このように、トラヒック量の多い場合も、少ない場合も、受信品質が高いブロックのみを使用するため、高いＭＣＳを割り当てることができる。例えば、品質の悪いブロックも含めた１２のブロックを使ってＱＰＳＫで送信するのと、品質の良いブロックのみ６ブロックを使って６４ＱＡＭで送信するのとでは後者の方が１.５倍のスループットが得られる上、他セルに与える干渉も半分ですむことになる。

なお、トラヒック量の多少にかかわらず、複数の通信端末装置が同時に同一のブロックを使用可能としたときは、ＣＱＩが高い方の通信端末装置に割り当てるようにしてもよい。

また、ブロック選択部３０８で行う閾値判定には、各ブロックのＣＩＲから全ブロックの平均ＣＩＲを差し引いた差分、すなわち（各ブロックのＣＩＲ−平均ＣＩＲ）とすることも考えられる。こうすることにより、セル中心部のユーザも相対的に品質の高いブロックのみを使用し、効率的に周辺セルに与える干渉を抑えることが可能である。

このように本実施の形態によれば、所定の閾値を超える受信品質が高いブロックのみを使用するブロックとして選択できるため、高いＭＣＳで伝送することにより、限られたブロックの中で周辺セルに与える干渉を抑えながらスループットを向上させることができる。また、自セル及び周辺セルのトラヒック量に応じて、使用可能ブロックの選択に用いる閾値を変動させることは、許容できる他セル与干渉量を反映するため、高効率な伝送を行うことができる。

（実施の形態２）
実施の形態１では、ＣＩＲの閾値判定により使用可能なブロックの選択を行い、その閾値は自セル及び周辺セルのトラヒック量に応じて制御される場合について説明したが、本発明の実施の形態２では、所定のブロック数内で使用可能なブロックの選択を行い、そのブロック数はトラヒック量に応じて決定される場合について説明する。

図８は、本発明の実施の形態２に係る基地局装置の送信系の構成を示すブロック図である。ただし、図８が図２と共通する部分には、図２と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。図８が図２と異なる点は、閾値算出部２０６を割り当てブロック数算出部８０１に変更した点である。

割り当てブロック数算出部８０１は、自セル及び周辺セルのトラヒック量に基づいて、通信端末装置において使用可能なブロックを選択するための選択基準であるブロック数を算出する。ブロック数（Ｎ_ｓｂとする）の算出は、例えば、以下のような式で表すことができる。

Ｎ_ａｌｌは全サブキャリアブロック数であり、例えば、６４とする。γ_０は自セルのトラヒック量であり、γ_０／Σγ_ｉは自セルのトラヒック量と自セル及び周辺６セルの合計トラヒック量の比である。また、右辺の記号は、その数を越えない最大の整数を表し、例えば、以下のようになる。

Ｎ_ｓｂは、具体的には、Ｎ_ａｌｌ＝６４、γ_０／Σγ_ｉ＝１／１０であるとき、Ｎ_ｓｂ＝６となる。このように算出された割り当てブロック数情報は、制御用データ処理部２０７に出力される。

割り当てブロック数算出部８０１において、選択可能なブロック数を少なくすると、周辺セルに与える干渉を小さくすることができる。周辺セルに多くの干渉を与えてしまうと、ブロックをほとんど使用できなくなり、システムスループットを低下させてしまう。一方、選択可能なブロック数を少なくしすぎると、自セル内でのスループットの低下を招いてしまう。そのため、本実施の形態では、自セル及び周辺セルのトラヒック量を考慮して、選択可能なブロック数を決めることにより、周辺セルに多くの干渉を与えることと、自セルのスループットが低下することを回避することができる。

本発明の実施の形態２に係る通信端末装置の受信系の構成は、図３と同一であり、ブロック選択部３０８の機能が異なるのみなので、図３を代用して説明し、図３と共通する機能ブロックについては、その詳しい説明は省略する。復号部３０６−２は、復調部３０５−２から出力された制御用データ部に対して復号処理を行い、制御用データを取り出し、制御用データに含まれた選択可能ブロック数情報をブロック選択部３０８に通知する。

ブロック選択部３０８は、ＣＩＲ測定部３０７において全ブロックについて測定されたＣＩＲと、復号部３０６−２から出力された選択可能ブロック数（Ｎ_ｓｂ）とに基づいて、使用可能ブロックを選択する。具体的には、ＣＩＲの上位Ｎ_ｓｂブロックを選択し、使用可能ブロックとする。選択された使用可能ブロックのＣＩＲは、ＣＩＲ平均化部３０９において平均化され、ＣＱＩ生成部３１０においてＣＩＲ平均値に相当するＣＱＩが生成されて、ＣＱＩが送信部に出力される。また、ブロック選択部３０８において選択された使用可能ブロックのブロック番号は、送信部に出力される。

上述した基地局装置及び通信端末装置の動作について図９及び図１０を用いて説明する。通信端末装置におけるブロック選択部３０８では、図９に示すようなブロックの選択が行われる。図９は、本発明の実施の形態２における使用可能なブロックの選択方法を説明するための図である。ここでは、使用可能ブロック数（Ｎ_ｓｂ）を６とし、ＣＩＲの様子を２通り挙げ、同レベルのＣＩＲとなる山が複数あるケース１、高ＣＩＲとなる山が一つしかないケース２として示した。ブロック選択部３０８では、ブロック毎に測定されたＣＩＲと基地局装置から送信された使用可能ブロック数情報とに基づいて、使用可能ブロックの選択が行われる。すなわち、各ブロックのＣＩＲ上位Ｎ_ｓｂ分を使用可能ブロックとして選択するものであり、図９のケース１、ケース２に示す通り、いずれも指定された使用可能ブロック数が６ブロック選択される。

ここで、選択されるブロックをＣＩＲの上位からとしたのは、品質の悪いブロックを割り当てることを防ぐことができ、高効率な伝送が可能となり、周辺セルに与える干渉を軽減することができるためである。これにより、システム全体のスループットを向上させることができる。

また、本実施の形態のように、ＭＣＳを割り当てる場合には、品質の高いブロックを使用すれば、より高いＭＣＳを割り当てることができるので、さらに、スループットを向上させることができる。例えば、品質の悪いブロックも含めた１２のブロックを使ってＱＰＳＫで送信するのと、品質の良いブロックのみ６ブロックを使って６４ＱＡＭで送信するのでは後者の方が１.５倍のスループットが得られる上、他セルに与える干渉も半分ですむことになる。

選択された使用可能ブロックのＣＩＲは、ＣＩＲ平均化部３０９において平均化され、ＣＱＩ生成部３１０においてＣＩＲ平均値に相当するＣＱＩが生成されて、ＣＱＩが送信部に出力される。また、ブロック選択部３０８において選択された使用可能ブロックのブロック番号は、送信部に出力される。

基地局装置では、各通信端末装置から報告されたＣＱＩと使用可能ブロック番号とに基づいて、スケジューラ部２０１がブロックの割り当てを行う。図１０は、本発明の実施の形態２におけるブロックの割り当て例を示す図である。なお、ここでは、図９のケース１に示した使用可能ブロックをＵＥ１に割り当てる場合を例示している。基地局装置はＵＥ１にブロック番号４，５，９，１０，１４，１５を割り当てている。

このように本実施の形態によれば、受信品質が高いブロックを所定ブロック数選択し、使用するブロックとするため、高いＭＣＳで伝送することにより、限られた使用可能ブロックの中で周辺セルに与える干渉を抑えながらスループットを向上させることができる。また、自セル及び周辺セルのトラヒック量に応じて、使用可能なブロック数を変動させることは、許容できる他セル与干渉量を反映するため、高効率な伝送を行うことができる。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３では、自セル及び周辺セルのトラヒック量に応じて通信端末装置が使用できるブロックを予め決定し、さらに実施の形態１で説明したＣＩＲ閾値により、使用するブロックの選択を行う場合について説明する。

図１１は、本発明の実施の形態３に係る基地局装置の送信系の構成を示すブロック図である。ただし、図１１が図２と共通する部分は、図２と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。図１１が図２と異なる点は、指定ブロック決定部１１０１を追加した点と、スケジューラ部２０１をスケジューラ部１１０２に変更した点である。

閾値算出部２０６は、自セル及び周辺セルのトラヒック情報に基づいて、通信端末装置において使用可能なブロックを判定するためのＣＩＲ閾値を算出する。算出した閾値は、制御用データ処理部２０７に出力される。

指定ブロック決定部１１０１は、自セル及び周辺セルのトラヒック量に基づいて、通信端末装置に指定するブロック（選択可能なブロック）を決定する。決定した指定ブロック情報（選択基準情報）は、スケジューラ部１１０２と制御用データ処理部２０７とに出力される。

スケジューラ部１１０２は、通信中の各通信端末装置から報告されたＣＱＩ、使用可能なブロック番号、及び、指定ブロック決定部１１０１から出力された指定ブロック情報に基づいて、次のフレームでどの通信端末装置に送信するかの決定を行い、決定したスケジューリング情報をユーザ選択部２０２に出力する。その他の処理については、実施の形態１と同様である。

図１２は、本発明の実施の形態３に係る通信端末装置の受信系の構成を示すブロック図である。ただし、図１２が図３と共通する部分は、図３と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。図１２が図３と異なる点は、ＣＩＲ測定部３０７をＣＩＲ測定部１２０１に変更した点である。

復号部３０６−２は、復調部３０５−２から出力された制御用データ部に対して復号処理を行い、制御用データを取り出し、制御用データに含まれた指定ブロック情報をＣＩＲ測定部１２０１に出力し、同じく制御用データに含まれた閾値情報をブロック選択部３０８に出力する。

ＣＩＲ測定部１２０１は、チャネル分離部３０４から出力されたパイロット部のうち、復号部３０６−２から出力された指定ブロック情報が示すブロックのパイロット部についてのみＣＩＲの測定を行う。ここでは、基地局装置から指定されたブロックについてのみＣＩＲの測定を行うので、全ブロックについてＣＩＲを測定する場合に比べ、ＣＩＲ測定に要する処理量を削減すると共に、処理に要する時間を短縮することができる。測定されたＣＩＲはブロック選択部３０８に出力される。

ブロック選択部３０８は、ＣＩＲ測定部１２０１から出力されたＣＩＲ測定結果について、復号部３０６−２から出力された閾値情報に基づいて閾値判定を行う。ブロック選択部３０８においても、ＣＩＲ測定部１２０１から出力されるＣＩＲの測定結果が全ブロックについてではなく、基地局装置により指定されたブロックについてのみ閾値判定を行えばよいので、処理量の削減と共に、処理に要する時間を短縮することができる。閾値判定の結果、閾値以上となるブロックを使用可能ブロックとし、このブロックのＣＩＲをＣＩＲ平均化部３０９に出力し、このブロックの番号を図示せぬ送信部に出力する。

上述した基地局装置及び通信端末装置の動作について、図１３を用いて説明する。図１３は、本発明の実施の形態３における使用可能なブロックの選択方法を説明するための図である。ここでは、ＣＩＲの様子を２通り挙げ、同レベルのＣＩＲとなる山が複数あるケース１、高ＣＩＲとなる山が一つしかないケース２として示した。通信端末装置のブロック選択部３０８では、基地局装置で指定されたブロックについて測定されたＣＩＲが、基地局装置から送信された閾値情報に基づいて閾値判定が行われる。図１３のケース１において、基地局装置から指定されたブロックは、左から５ブロックであるが、閾値を越えるブロックは、左から４ブロックまでである。また、図１３のケース２において、基地局装置から指定されたブロックはケース１と同様、左から５ブロックであるが、閾値を越えるブロックは、左から５ブロック目のみである。これにより、通信端末装置で選択される使用可能ブロックは予め指定されたブロックの中に限定されるため、基地局装置に使用可能ブロックの番号を報告する際、ブロック番号のデータ量を削減することができる。

このように本実施の形態によれば、自セル及び周辺セルのトラヒック量に応じて、基地局装置が通信端末装置に割り当てるブロックを予め指定することにより、通信端末装置における使用可能ブロックの選択に要する処理量及び処理時間を削減することができると共に、基地局装置に報告する使用ブロック番号の情報量を削減することができる。

なお、基地局装置で指定するブロックは、毎回計算して通知するのではなく、予め決められたパタンに従って変更することも考えられる。

また、本実施の形態は、通信端末装置に割り当てるブロックを制限したうえで、実施の形態１に適用した場合について説明したが、同様に実施の形態２に適用することも考えられる。実施の形態２に適用した場合、指定されたブロックの中から、ＣＩＲの上位Ｎ_ｓｂブロックについて使用可能ブロックとして選択されることになる。

なお、上述した各実施の形態では、ＭＣＳを割り当てる場合について説明したが、本発明はＭＣＳを割り当てない場合でも適用することができる。

また、各実施の形態では、閾値の算出、割り当てブロック数の算出、指定ブロックの決定を基地局装置で行ったが、上位制御装置で行ってもよい。これらの算出及び決定は、トラヒック情報に基づいて行ったが、ユーザ数に基づいて行ってもよい。

また、各実施の形態では、使用するサブキャリア数を５１２とし、１ブロックを３２サブキャリアとしたが、本発明はこれにかぎらず、任意に設定してもよい。

本発明にかかる無線通信装置及び無線通信方法は、自セル及び周辺セルのスループットを向上させることができ、例えば、移動通信システム等に適用できる。

サブキャリアブロックを概念的に示す模式図 本発明の実施の形態１に係る基地局装置の送信系の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係る通信端末装置の受信系の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１における使用可能なブロックの選択方法を説明するための図 本発明の実施の形態１におけるブロックの割り当て例を示す図 本発明の実施の形態１における使用可能なブロックの選択方法を説明するための図 本発明の実施の形態１におけるブロックの割り当て例を示す図 本発明の実施の形態２に係る基地局装置の送信系の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態２における使用可能なブロックの選択方法を説明するための図 本発明の実施の形態２におけるブロックの割り当て例を示す図 本発明の実施の形態３に係る基地局装置の送信系の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態３に係る通信端末装置の受信系の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態３における使用可能なブロックの選択方法を説明するための図 フェージングによる受信電力の時間変動を示す図 従来例１における周波数の割り当て方法を示す図 従来例２における通信方法を概念的に示した図 従来例２における周波数の割り当て方法を示す図 従来例１において割り当てられたサブキャリアの通信端末装置での受信電力を概念的に示した図 従来例２において割り当てられたサブキャリアの通信端末装置での受信電力を概念的に示した図 リユース１のシステムにおける周辺セルに与える干渉の様子を示す概念図

符号の説明

２０１、１１０２ スケジューラ部
２０２ ユーザ選択部
２０３−１、２０３−２、２０７−１ 符号化部
２０４−１、２０４−２、２０７−２ 変調部
２０５−１、２０５−２、２０７−３ サブキャリアマッピング部
２０６ 閾値算出部
２０７ 制御用データ処理部
２０８ 多重部
２０９ Ｓ／Ｐ変換部
２１０ ＩＦＦＴ部
２１１ ＧＩ挿入部
２１２、３０１ 無線処理部
３０２ ＧＩ除去部
３０３ ＦＦＴ部
３０４ チャネル分離部
３０５−１、３０５−２ 復調部
３０６−１、３０６−２ 復号部
３０７、１２０１ ＣＩＲ測定部
３０８ ブロック選択部
３０９ ＣＩＲ平均化部
３１０ ＣＱＩ生成部
８０１ 割り当てブロック数算出部
１１０１ 指定ブロック決定部

Claims (9)

1. ＯＦＤＭ信号を受信する受信手段と、
   受信したＯＦＤＭ信号を復調し、各サブキャリアの受信品質を測定する受信品質測定手段と、
   通信相手から通知された基準に基づいて、受信品質が上位のサブキャリアを使用するサブキャリアとして選択するサブキャリア選択手段と、
   前記サブキャリア選択手段によって選択されたサブキャリアの受信品質を平均化する平均化手段と、
   前記平均化手段によって平均化された受信品質を示す報告値を生成し、生成した報告値と前記サブキャリア選択手段によって選択されたサブキャリアを示す情報とを通信相手に報告する報告手段と、
   を具備することを特徴とする無線通信装置。
2. 前記サブキャリア選択手段は、受信品質と通信相手から通知された閾値との閾値判定に基づいて、閾値以上となる受信品質のサブキャリアを使用するサブキャリアとして選択することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記閾値は、自セル及び周辺セルのトラヒック量に応じて適応的に制御されることを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
4. 前記サブキャリア選択手段は、通信相手から通知された数のサブキャリアを選択することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
5. 前記サブキャリア数は、自セル及び周辺セルのトラヒック量に応じて適応的に制御されることを特徴とする請求項４に記載の無線通信装置。
6. 前記サブキャリア選択手段は、全サブキャリアの中で予め制限されたサブキャリアから使用するサブキャリアを選択することを特徴とする請求項２又は請求項４に記載の無線通信装置。
7. 請求項１から請求項６のいずれかに記載の無線通信装置を具備することを特徴とする通信端末装置。
8. 通信相手から通知された基準に基づいて、受信品質が上位のサブキャリアを使用するサブキャリアとして選択し、選択したサブキャリアの平均受信品質を示す報告値を生成し、生成した報告値と選択したサブキャリアを示す情報とを通信相手に報告することを特徴とする無線通信方法。
9. 自セル及び周辺セルのトラヒック量に応じたサブキャリアの選択基準となる情報を通信端末装置に送信する基地局装置と、
   前記基地局装置から送信される選択基準情報と、サブキャリア毎の受信品質とに基づいて、受信品質が上位のサブキャリアを使用するサブキャリアとして選択し、選択したサブキャリアの平均受信品質を示す報告値と、選択したサブキャリアを示す情報とを前記基地局装置に報告する通信端末装置と、
   を具備することを特徴とする無線通信システム。

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