JP2008312227A

JP2008312227A - 基地局および通信システム

Info

Publication number: JP2008312227A
Application number: JP2008181454A
Authority: JP
Inventors: Hideji Wakabayashi; 秀治若林
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-07-11
Filing date: 2008-07-11
Publication date: 2008-12-25

Abstract

【課題】通信の干渉を出来る限り抑えられる基地局を得る。
【解決手段】基地局は、端末から基地局へ周期的に送信され現在の通信状態を表す品質情報を受信する受信部と、品質情報の受信タイミングに対し可変な時間オフセットを算出して付加する周期処理部を備える。また、端末は、品質情報を送信する送信部と、品質情報の送信タイミングに対し可変な時間オフセットを算出して付加する周期処理部を備える。
【選択図】図３

Description

この発明は、無線パケット通信における基地局および通信システムに関するものである。

移動体通信システムにおけるパケット通信の方式としてＷ−ＣＤＭＡ（ＷｉｄｅｂａｎｄＣｏｄｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）方式が知られている。その中でも特に高速通信に特化した方式としてＨＳＤＰＡ（ＨｉｇｈＳｐｅｅｄＤｏｗｎｌｉｎｋＰａｃｋｅｔＡｃｃｅｓｓ：高速パケット通信）がある。ＨＳＤＰＡは、下りリンクでの高速通信を目的とした通信方式である。

ＨＳＤＰＡの技術的特徴として適応変調方式がある。適応変調方式は、端末が変調方式や符号化率等を現在の伝播状態に最適なものに切り替えてパケット送信する方式であり、これにより効率的な高速伝送が可能になる。基地局は、端末より、現在の伝播状態に応じた品質情報ＣＱＩ（ＣｈａｎｎｅｌＱｕａｌｉｔｙＩｎｄｉｃａｔｏｒ）を定期的に受信し、それに基づいて最適な変調方式、符号化率を判断する。

セル内に多数存在する端末から基地局への品質情報ＣＱＩの送信は一定周期で行われる。この周期はｋ＝｛０，１，５，１０，２０，４０，８０｝×２ｍｓの中から選択され、基地局から各端末に通知される。しかし、周期ｋの多くは５の倍数に設定されているため、端末間で品質情報の送信タイミングの衝突が一度発生すると、以後、周期の公倍数の間隔をおいて定期的に衝突が発生する可能性が高い。送信タイミングの衝突が発生すると、特定時期での送信が集中して干渉量が増大する。ＣＤＭＡ方式においては、干渉量が増大するとシステムの容量が制限され、無線資源の利用効率が下がってしまう。そのため、できる限り干渉量を平均化し、低く抑えることが望ましい。

なお、従来の移動体通信システムにおける、基地局と端末間の制御情報の送受信による干渉の発生を防ぐ技術として、例えば、特許文献１に開示された無線電話装置においては、基地局は、移動局の待ち受け動作時に移動局へ送信する制御情報の送信タイミングを動的に変化させ、一方移動局は、基地局側での送信タイミングの動的な変化に対応して制御情報の受信タイミングを動的に変化させている。

また、従来の移動体通信システムにおける、各基地局への制御用スロット割当処理の開始タイミング決定の方法の例として、例えば、特許文献２に開示された技術がある。

特開平８−５１６６５号公報特開平８−１９１４７７号公報

従来の特許文献２に示された技術では、複数の無線基地局をグループ分けし、異なるグループに所属する複数の基地局に並列的に制御用スロットの割当て処理を実行させる。各グループ内では、ローカル基地局番号に従って順次に制御用スロットの割当処理が実行され、各基地局が一旦稼働状態に移行した後、スロットの再割当処理を繰り返すことによって、最終的に他局との干渉のない制御用スロットを確保する方法が開示されている。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、端末から基地局へ送信される周期情報の衝突の減少を実現し、通信の干渉を出来る限り抑えられる基地局および通信システムを得ることを目的とする。

この発明に係る基地局は、少なくとも端末から報告される品質情報によって決定される基準周期の組から、ひとつの組を端末に対して割り当て、端末から受信した周期情報に基づいて、割り当てられた組の中から周期情報報告周期を選択する周期処理部と、選択された周期情報報告周期を端末に送信する送信部とを備えたものである。

この発明の基地局によれば、端末から基地局へ送信される周期情報の衝突の減少を実現し、通信の干渉を出来る限り抑えられる。

以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための最良の形態について、添付の図面にしたがって説明する。
実施の形態１．
図１は、ＨＳＤＰＡをサポートするＷ−ＣＤＭＡシステムの基地局と端末との間のチャネル構成図である。図中、ＢＣＨ（ＢｒｏａｄｃａｓｔＣｈａｎｎｅｌ）、ＨＳ−ＳＣＣＨ（ＨｉｇｈＳｐｅｅｄＳｈａｒｅｄＣｏｎｔｒｏｌＣｈａｎｎｅｌ）、およびＨＳ−ＤＳＣＨ（ＨｉｇｈＳｐｅｅｄＤｏｗｎｌｉｎｋＳｈａｒｅｄＣｈａｎｎｅｌ）は下りチャネルであり、セル内の各端末に対して共通で利用される。ＨＳ−ＤＰＣＣＨ（ＨｉｇｈＳｐｅｅｄＤｅｄｉｃａｔｅｄＰｈｙｓｉｃａｌＣｏｎｔｒｏｌＣｈａｎｎｅｌｆｏｒＨＳ−ＤＳＣＨ）は上りチャネルである。また、ＤＰＣＨ（ＤｅｄｉｃａｔｅｄＰｈｙｓｉｃａｌＣｈａｎｎｅｌ）は、基地局と個々の端末との通信のために個別に設定されるチャネルであり、通信時には上り下り両方に設定される。ＤＰＣＨは、音声等のユーザデータ通信や上位レイヤのシグナリングのために双方向で利用される。なお、基地局は、システムによっては無線通信の終端点となる基地局装置とそれを制御するための基地局制御装置に分かれることがあるが、ここでは両者を合わせて基地局１０１と呼ぶ。

次に、基地局１０１と端末１００の通信処理の流れを簡単に説明する。
基地局１０１は、セル内に存在する各端末に対して、ＢＣＨにより各種情報を報知している。ＢＣＨで伝送されるフレームには、ＳＦＮ(ＳｙｓｔｅｍＦｒａｍｅＮｕｍｂｅｒ)と呼ばれる基地局と端末間で同期をとるためのカウンタ値が埋め込まれており、セル内の全端末はこのＳＦＮを受信している。
基地局１０１は、ＨＳ−ＤＳＣＨを利用してセル内の端末１００に対し、パケットデータを送信する。このとき、基地局１０１は、ＨＳ−ＳＣＣＨを利用してパケット制御情報を送信する。このパケット制御情報には、ＨＳ−ＤＳＣＨを利用して送信するパケットデータの復調に必要な変調方式、符号化率等を表す情報が含まれている。セル内の各端末はこれらの情報を受け取り、自分宛てのものであれば、受け取った制御情報を利用してパケットデータの復調を開始する。また、自分宛てのものでない場合は無視する。端末１００は、受け取ったパケットデータを復調したら、復調したデータの誤り検出を行う。端末１００は、データに誤りがなければ、ＨＳ−ＤＰＣＣＨを利用して、基地局１０１にＡＣＫを送信する。データに誤りがある場合には、ＮＡＣＫを送信する。

また、端末１００は、基地局１０１に対しＨＳ−ＤＰＣＣＨを利用して、下り回線の伝播状況に基づいて測定した品質情報ＣＱＩを定期的に送信する。基地局１０１は、受け取った品質情報ＣＱＩに基づいて、変調方式、符号化率等を伝播状況に応じた最適な値に切り替える。
ここで、ＨＳ−ＤＰＣＣＨで伝送されるフレームのフォーマットを図２に示す。ＨＳ−ＤＰＣＣＨは、１回の送信に３スロット利用する。図に示すように、１スロットはＡＣＫ／ＮＡＣＫ送信用に利用され、２スロットは品質情報ＣＱＩ送信用に利用される。ただし、これら２つは必ずしも同時に送信されるとは限らない。両方あわせた３スロットをサブフレームと呼ぶ。１フレームは１５スロット存在するので、１フレーム内には５サブフレームが配置される。

次に、基地局１０１内部の動作について説明する。図３は、この発明の実施の形態１による基地局１０１の構成を示す図である。図３を用いて、基地局１０１のデータ送信時の動作について説明する。
ＳＦＮカウンタ２００は、ＢＣＨを利用して送信される同期用のカウンタ値をカウントする。カウンタは１フレームを送信するたびにカウントアップされ、２フレームごとにＢＣＨを利用して送信される。ＨＡＲＱ（ＨｙｂｒｉｄＡｕｔｏｍａｔｉｃＲｅｐｅａｔＲｅｑｕｅｓｔ）処理部２０１は、ＨＳ−ＤＳＣＨを利用して送信されるパケットデータ、およびＨＳ−ＳＣＣＨで送信されるパケットデータの復調情報を生成する。これらの各チャネルによって送信されるデータは、変調部２０２において、チャネライゼーションコード発生器２０３、およびスクランブリングコード発生器２０４から出力されたコードによって変調される。周波数変換部２０５は、変調部２０２で変調されたデータ信号の周波数を、搬送可能な値にまで上げる。電力増幅部２０６は、搬送可能な周波数に変換された信号の電力を所望の電力まで増幅させる。電力増幅されたデータ信号は、アンテナ２０７を介して送信される。

次に、基地局１０１のデータ受信時の動作について説明する。アンテナ２０７（受信部、送信部）を介して端末等からの信号が受信されると、低雑音増幅部２０８において微弱な信号の増幅が行われる。周波数変換部２０９においては、増幅された信号の周波数を下げる処理が行われる。チャネライゼーションコード発生器２１１、およびスクランブリングコード発生器２１０では、送信元の端末で変調に使われたものと同一のコードが生成される。復調部２１２においては、チャネライゼーションコード発生器２１１、およびスクランブリングコード発生器２１０で生成されたコードを用いて逆拡散および合成を行い、信号を各チャネルに分離する。分離された各チャネルのうち、ＨＳ−ＤＰＣＣＨに載せられたＨＳＤＰＡの制御情報は、復号化部２１３で復号される。応答信号判定部２１４では、復号されたＨＳＤＰＡの制御情報のうち、端末１００から送信されたパケットが正常に受信できているかどうかを表す信号（ＡＣＫまたはＮＡＣＫ）を判定し、判定結果に基づいてＨＡＲＱ処理部２０１に対し、パケット再送が必要かどうかを通知する。また、品質情報判定部２１５においては、ＨＳＤＰＡの制御情報のうち、端末１００から送信された品質情報ＣＱＩが判定される。変調・符号化選定部２１６は、品質情報判定部２１５における判定結果に基づいて、次のパケットに必要な変調方式等を決定し、各部に通知する。これらの結果を用いてＨＡＲＱ処理部２０１は必要に応じた再送処理を行う。品質情報周期処理部２１７（周期処理部）は、品質情報判定部２１５による品質情報判定結果に基づいて、品質情報報告周期ｋ（基準周期）を決定する。また、品質情報周期処理部２１７は、後述する処理によって品質情報報告周期ｋに付加する時間オフセットを算出し、品質情報ＣＱＩの受信タイミングを算出する。算出した受信タイミングは、上位レイヤ（基地局制御装置）へ通知され、端末ごとに管理される。

復号化部２１３は、品質情報周期処理部２１７が算出した受信タイミングに基づいて、該当チャネル（ＨＳ−ＤＰＣＣＨ）の信号から品質情報ＣＱＩを復号する。すなわち、復号化部２１３は品質情報報告周期ｋに時間オフセットが負荷された受信タイミングに従って、この受信タイミングで受信された信号を該当端末の品質情報ＣＱＩとして復号する。
以上のように処理することにより、基地局１０１は、品質情報の報告周期が実質的に可変となっても品質情報ＣＱＩを得ることができる。

次に、端末１００内部の動作について説明する。図４は、この発明の実施の形態１による端末１００の内部構成を示す図である。まず、端末１００の送信時の動作について説明する。ＨＳ−ＤＰＣＣＨ処理部３００より出力されたＨＳ−ＤＰＣＣＨデータと、他のチャネルのデータとが変調部３０１においてチャネライゼーションコード発生器３０２、スクランブリングコード発生器３０３から生成されるコードを利用して変調される。周波数変換部３０４は、変調されたデータの周波数を搬送可能な値にまで上げる。電力増幅部３０５は、周波数変換されたデータ信号の電力を所望の電力に増幅する。電力増幅された信号は、アンテナ３０６（送信部）を介して送信される。

次に、端末１００の受信時の動作について説明する。アンテナ３０６を介して基地局１０１からのデータを受信すると、低雑音増幅部３０７において微弱な信号が増幅される。周波数変換部３０８においては、周波数が下げられる。チャネライゼーションコード発生器３１１、およびスクランブリングコード発生器３１０では、基地局１０１で変調に使われたものと同一のコードが生成される。復調部３０９においては、チャネライゼーションコード発生器３１１、およびスクランブリングコード発生器３１０で生成されたコードを用いて、逆拡散、合成が行われ、信号は各チャネルに分離される。分離された各チャネルのうち、ＢＣＨの受信結果は、ＳＦＮカウンタ３１２に入力される。ＳＦＮカウンタ３１２は、受信したカウンタ値に基づいて基地局１０１と同期の取れたＳＦＮカウンタを生成する。
ＨＳ−ＳＣＣＨの受信結果は、復号器３１３に入力され、自端末宛ての制御信号が取り出される。復号器３１３で取り出された制御信号から、ＨＳ−ＤＳＣＨによって送信された信号の復調のためのパラメータが取り出され、復調部３０９、および復号器３１４へセットされる。これらのパラメータは、基地局１０１での変調時に使われた変調方式、および符号化率等である。

ＨＳ−ＤＳＣＨの受信結果は、復号器３１４においてセットされた変調方式、および符号化率等のパラメータに従って復号される。ＨＳ−ＤＳＣＨによって送信された信号の復号の結果、エラーが検出されない場合には、応答信号生成部３１５においてＡＣＫ信号が、エラーが検出された場合にはＮＡＣＫ信号が生成される。また復号されたＨＳ−ＤＳＣＨのユーザデータは上位レイヤへ渡される。
また、伝播品質推定部３１６においては、復調部３０９における受信レベルに基づいて伝播路の状態が推定される。品質情報信号生成部３１７は、推定された伝播路の状態に基づいて品質情報ＣＱＩを生成する。品質情報周期処理部３１８（周期処理部）は、品質情報信号生成部３１７に対し、品質情報信号の送信タイミングを指示する。品質情報周期処理部３１８が、品質情報ＣＱＩの送信を指示すると、品質情報ＣＱＩはＨＳ−ＤＰＣＣＨ処理部３００を介して送信される。なお、品質情報周期処理部３１８における送信タイミングの決定処理については後述する。

背景技術に関連して述べたように、品質情報ＣＱＩは、基地局から端末に対して通知された周期で、端末から基地局に送信される。図５は、ＨＳＤＰＡによる通信処理における品質情報報告周期の例を示す図である。ここでは、セル内の４台の移動端末が品質情報ＣＱＩを送信する場合を示している。サブフレーム番号は時間とともに更新される。図に示すように、品質情報ＣＱＩの報告周期ｋ（ＣＱＩＦｅｅｄｂａｃｋｃｙｃｌｅ）は、送信開始位置から次の送信までの間を指す。各端末の品質情報送信開始時は基地局からのＳＦＮカウンタ値に基づいて端末ごとに決定される。品質情報ＣＱＩは、周期ｋが変更されるまで基準周期ｋに基づく可変周期で送信される。なお、品質情報ＣＱＩ値の詳細については、３ＧＰＰＴＳ２５．２１４Ｖ５．２．０、６Ａ．２章に記載されている。

品質情報ＣＱＩの報告周期ｋが短すぎると、通信の干渉を増大させることになる。逆に、周期ｋが長すぎると、品質情報が古くなる。品質情報が古くなると、実際の伝播状態と一致しなくなり、基地局側で最適な変調方式および符号化率等が設定出来なくなる。よって、ＨＳ−ＤＳＣＨ上のパケットデータの復号エラーが引き起こされるおそれがある。そこで、基地局により伝播状態の変化に応じて適切な周期ｋを設定し、各端末に通知するようになっている。

次に、実施の形態１による、品質情報ＣＱＩの送信タイミング決定方法について説明する。実施の形態１では、端末ごとに設定されたアルゴリズムに従ってオフセットを算出し、品質情報報告周期ｋにそのオフセット値を追加する。これにより送信タイミングにゆらぎを与え、衝突による干渉を回避する。
図６は、ＨＳＤＰＡによる通信処理における品質情報報告周期にオフセットを追加した場合の例を示す図である。各端末に設定されたアルゴリズムによりオフセットを算出し、元の周期による送信タイミングに各オフセットを加算して、この結果得られた新たなタイミングで品質情報を通知している。

次に、図７を用いて送信タイミング決定処理を説明する。図７は、品質情報周期処理部３１８による送信タイミング決定処理のフローチャートである。まず、品質情報周期処理部３１８は、始めて乱数を利用するかどうかをチェックする（ステップＳＴ１００）。ステップＳＴ１００で初めて乱数を利用すると判定された場合は、品質情報周期処理部３１８は乱数の初期化をする（ステップＳＴ１０１）。
ステップＳＴ１００で乱数の利用が初めてではないと判定された場合は、品質情報周期処理部３１８は乱数を発生させる（ステップＳＴ１０５）。ここで発生させる乱数は、周期ｋよりも小さい値であり、通常はｋの１／２以下である。ここでは、例として０〜ｋ／４もしくはｋ／８を使用するが、周期報告に支障のない周期とすることができれば、乱数の発生範囲はどのような値でもよい。
次に、品質情報周期処理部３１８は、ステップＳＴ１０５で得られた乱数をオフセットとして元の送信タイミングに加え、新たな送信タイミングを得る（ステップＳＴ１０７）。これにより、送信報告周期が大きく変わらない範囲で送信タイミングをずらすことが出来る。

このように、端末１００が品質情報周期処理部３１８により乱数を利用してオフセットを算出し、得られたオフセット値を基地局１０１に通知すると共に、得られたオフセット値を品質情報の送受信周期に付加するようにしたので、端末１００から基地局１０１へ送信される品質情報の衝突の減少を実現し、通信の干渉を出来る限り抑えられるという効果がある。
なお、上述の説明では、オフセットの算出を端末１００の品質情報周期処理部３１８が行い、このオフセットに基づいた周期報告を基地局１０１へ送信するが、基地局１０１でオフセット値を上述のように算出し、端末１００へ送信するようにしてもよい。この場合、品質情報周期処理部２１７は、変調部２０２やアンテナ２０７を介して、算出したオフセット値を毎回端末１００へ送信する。ただし、端末１００側でもオフセット値を算出している場合で、算出されるオフセット値が同系列で同期している場合には、オフセット値を送信しなくともよい。

実施の形態２．
実施の形態２は、実施の形態１と異なるオフセット値の決定方法を用いる。乱数の生成方法は、公知のさまざまな乱数生成方法を使用することができるが、生成される乱数の上限値が高い場合、品質情報の送信は、例えば図８に示すような送信タイミングとなる。図中、端末１は送信タイミングにオフセットを加算しない場合である。端末２についてはオフセットを加算した結果、報告の間隔が短くなりすぎてしまっている。また、端末３については、オフセットを加算した結果、報告の間隔が離れすぎてしまっている。
そこで、周期報告が所定期間内に必ずあることを保証するために、乱数が所望の範囲内で生成されない場合には、オフセット値に限界値ｋ＿ｌｉｍｉｔを設定し、適切な範囲のオフセットを算出するようにすることができる。

図９は、オフセットに限界値を設けて算出する処理のフローチャートである。ここでは、オフセットの算出は、端末１００の品質情報周期処理部３１８が行い、得られた結果を基地局１０１に報告するが、逆に基地局１０１がオフセットを算出して端末１００に報告するようにしてもよい。また、オフセットの算出に乱数を利用するが、乱数発生方法としては線形合同法を用いてもよいしその他の方法でもよい。
まず、品質情報周期処理部３１８は、初めて乱数を利用するかどうかをチェックする（ステップＳＴ１００）。ステップＳＴ１００で初めて乱数を利用すると判定された場合は、乱数の初期化をし、ｋ＿ｌｉｍｉｔ値を計算する（ステップＳＴ１０１、ステップＳＴ１０２）。ここで、ステップＳＴ１０２においては、ｋ＿ｌｉｍｉｔ値は例えば周期ｋの１／４程度の値を設定することにより、最悪の場合においても周期ｋの半周期を越えない範囲とすることが出来る。
ステップＳＴ１００で乱数の利用が初めてではないと判定された場合は、周期ｋが新規に与えられたものか、または変更されているかどうかを判定する（ステップＳＴ１０３）。ステップＳＴ１０３で、周期ｋが新規または変更されていると判定された場合には、ステップＳＴ１０２でｋ＿ｌｉｍｉｔ値を計算する。

また、ステップＳＴ１０３において、周期ｋが新規または変更されていないと判断された場合には、復調部３０９から受け取った干渉量の情報に基づいて、干渉量の偏りの程度を判定する（ステップＳＴ１０４）。ステップＳＴ１０４で干渉量の偏りが少ないと判断されれば、ステップＳＴ１０２でｋ＿ｌｉｍｉｔ値を計算する。干渉量が少なければ、ｋ＿ｌｉｍｉｔ値を周期ｋの１／８程度にすることでゆらぎの量を必要最小限に押さえることができる。
ステップＳＴ１０４で干渉量の偏りが多いと判断された場合には、乱数を発生させて取得する（ステップＳＴ１０５）。乱数を取得したら、次に、取得した乱数がｋ＿ｌｉｍｉｔ値を超えていないかどうか判断する（ステップＳＴ１０６）。ステップＳＴ１０６で乱数がｋ＿ｌｉｍｉｔ値を超えていると判断された場合には、ステップＳＴ１０５に戻り、再度乱数を発生させて取得する。

ステップＳＴ１０６で乱数がｋ＿ｌｉｍｉｔ値を超えていないと判断された場合には、得られた乱数をオフセットとして元の送信タイミングに加え、新たな送信タイミングを得る（ステップＳＴ１０７）。これにより、送信報告周期が大きく変わらない範囲で送信タイミングをずらすことが出来る。
このように、端末１００が品質情報周期処理部３１８により乱数を利用してオフセットを算出し、得られたオフセット値を基地局１０１に通知すると共に、得られたオフセット値を品質情報の送受信周期に付加するようにしたので、端末１００から基地局１０１へ送信される品質情報の衝突の減少を実現し、通信の干渉を出来る限り抑えられるという効果がある。
また、求めるオフセット値に限界値を設定するようにしたので、極端に周期が短くなりすぎたり、あるいは長くなりすぎたりすることを防ぐことができる。

また、乱数の発生に、図１０に示すような正規乱数を用いてもよい。図において、横軸はオフセット量として用いられる乱数値であり、縦軸はその発生確率を示している。正規乱数は、発生分布が正規分布Ｎ（ｍ，σ２）になっており、平均ｍが一番発生しやすく端にいくに従って発生確率が下がる。このため、標準偏差σの値を制御することにより乱数のとり得る範囲を指定することができる。例えば、ゆらぎの程度をより大きくしたい場合は標準偏差σを大きく指定し、ゆらぎの程度を小さくしたい場合は標準偏差σを小さく指定すればよい。
このように、オフセット算出に正規乱数を用いることにより、標準偏差σの値を変えることで、算出されるオフセット値の範囲を調節できる。

なお、端末１００と基地局１０１の間では、品質情報ＣＱＩの送信タイミングと受信タイミングを同期させる必要がある。上述のように、乱数によってゆらぎのあるオフセットを発生させた場合、端末１００は、算出した乱数を品質情報ＣＱＩ送信の度に基地局１０１に通知する必要がある。しかし、報告周期の最小単位である１サブフレームが２ｍｓであることを考慮すると、乱数の通知は、物理レイヤにおいて信号を直接フレームに埋め込むことにより行う必要がある。これは、ユーザのデータ以外に、シグナリング用の余分なビットを常につけることになり、通信の無駄を生じる。
この問題を解決するため、オフセットの算出アルゴリズムに乱数ではなく擬似乱数を利用してもよい。この方法を用いれば、基地局と端末で同じ系列の擬似乱数のアルゴリズムを実装することにより、端末と基地局間で乱数を発生するたびに同期を取る必要がないという利点がある。

擬似乱数発生に利用するカウンタ値としては、基地局と端末において同期が取れているものが望ましい。図１１は、ＳＦＮに基づく値をカウンタ値として利用する場合のフローチャートを示す。以下のオフセット算出処理は、端末１００の品質情報周期処理部３１８と、基地局１０１の品質情報周期処理部２１７において同様に行う。
まず、ＳＦＮ値を読み取る（ステップＳＴ２００）。ただし、このままではセル内におけるすべての端末において同一のＳＦＮ値になるため、端末に固有の端末ＩＤ値を加える（ステップＳＴ２０１）。さらに、カウンタ値が指定された範囲の値になるように限定して最終的なカウンタ値を得る（ステップＳＴ２０２）。次に、元の送信タイミングにこの値を加えて送受信タイミングを得る（ステップＳＴ２０４）。
このように、基地局１０１の品質情報周期処理部２１７と端末１００の品質情報周期処理部３１８が、同じアルゴリズムを用いて発生させた擬似乱数を利用してオフセット値を算出するようにしたので、オフセット値の通知を行う必要がなく、通信量を削減することができる。
また、擬似乱数を発生する際に、基地局１０１と端末１００で同期の取れたカウンタ値として、ＳＦＮを利用するようにしたので、カウンタ値の通知を行う必要がない。

擬似乱数発生に利用するカウンタ値として、上りスクランブリングコードを利用してもよい。上りスクランブリングコードは、特定の基地局と端末の組で同期の取れた同一コードが利用されている。さらに、端末を区別するためにセル内の端末ごとに値が異なっていることから、擬似乱数発生に利用するカウンタ値として望ましい。図１２に、上りスクランブリングコードを利用して、擬似乱数発生用のカウンタを取得する処理のフローチャートを示す。以下の処理は、端末１００の品質情報周期処理部３１８と、基地局１０１の品質情報周期処理部２１７において同様に行う。
まず、スクランブリングコードを読み取るタイミングを決定する（ステップＳＴ３００）。次に、決定されたタイミングでスクランブリングコードを読み取る（ステップＳＴ３０１）。次に、カウンタ値が指定された範囲の値になるように限定して最終的なカウンタ値を得る（ステップＳＴ３０２）。次に、元の送信タイミングにこの値を加えて送受信タイミングを得る（ステップＳＴ３０３）。

このように、基地局１０１の品質情報周期処理部２１７と端末１００の品質情報周期処理部３１８は、擬似乱数を発生する際に、基地局１０１と端末１００で同期の取れたカウンタ値として、スクランブリングコードを利用するようにしたので、カウンタ値の通知を行う必要がない。
また、オフセット算出のアルゴリズムに乱数ではなく周期関数を利用してもよい。この方法を用いると、基地局１０１から端末１００に初期値を与えれば、その後は毎回カウンタ値を送らなくても基地局１０１と端末間１００で同じカウンタ値を発生させることができ、シグナリングを簡易化することができる。図１３に、周期関数を利用してオフセットを算出する処理のフローチャートを示す。以下の処理は、端末１００の品質情報周期処理部３１８と、基地局１０１の品質情報周期処理部２１７において同様に行う。ただし、初期値は、基地局１０１から端末１００に通知される。

まず、カウンタの初期状態をチェックする（ステップＳＴ４００）。判断の結果、初期化されていなかった場合は、初期値を取得する（ステップＳＴ４０１）。その後、カウンタ値を１増加する（ステップＳＴ４０２）。ステップＳＴ４００でカウンタが初期化されていると判断された場合は、ステップＳＴ４０２でカウンタ値を１増加する。次に、カウンタ値を求めるオフセットの範囲の値で剰余演算し、剰余の値を取得する（ステップＳＴ４０３）。次に、元の送信タイミングにこの値を加えて送受信タイミングを得る（ステップＳＴ４０４）。このように、求めるオフセットの範囲でカウンタ値を割って剰余を得ることにより、限界値を超えたオフセット量が算出されることがない。
ここで、報告周期ｋの値、および、オフセット算出に周期関数を用いる場合の初期値を通知するシーケンスを図１４に示す。図中、基地局装置は、基地局内で無線通信の終端点として端末と通信を行う部分を指し、基地局制御装置は、基地局内で基地局装置を制御するための処理部を指す。

まず、（１）周期関数を用いる場合には、基地局制御装置より端末に対し、基地局装置経由で初期値が通知される。なお、（１）は、初期値が必要となる場合のみ追加されるシーケンスである。次に、（２）端末から基地局装置へ周期的に品質報告が通知される。端末からの品質報告により、報告周期ｋの値に変更が必要な場合は、（３）基地局から基地局制御装置に対して報告周期ｋの値の変更要求が通知される。（４）基地局制御装置が報告周期ｋの値を決定して、基地局経由で端末に通知する。
このように、基地局１０１の品質情報周期処理部２１７と端末１００の品質情報周期処理部３１８が、同じ周期関数を用いてオフセット値を算出するようにしたので、基地局１０１と端末１００間で初期値の通知さえ行えば、オフセット値を毎回通知する必要はないという効果がある。

実施の形態３．
実施の形態３では、品質情報の報告周期ｋの組を複数準備し、それぞれの組をｋの値によって複数の周期群に分類する。セル内の各端末に対して周期群を指定し、指定した群に属するｋの組を割り当てる。これにより各端末の報告周期ｋの選択肢が増えるので、衝突を回避することができる。
品質情報の報告周期は、伝播品質が良好で変化が少ない場合には長間隔でよく、一方、伝播品質の変化が激しい場合は短い間隔にする必要がある。特に、ソフトハンドオーバ状態においては変化が激しいため短い間隔での品質情報ＣＱＩの報告が必要になる。

図１５は、実施の形態３における報告周期ｋの組と周期群の作り方の例を示すものである。図に示すように、＃１から＃９までの報告周期ｋの組は、周期の長短によって、３つの周期群に分類される。
とり得るｋの値の組が従来のようにｋ＝｛０，１，５，１０，２０，４０，８０｝の１種類しかない場合、短い周期ｋ（例えば一桁の値）として選択可能なものは｛１，５｝の２つしかない。短い報告周期ｋが必要な場合に、例えば図中の＃１（ｋ＝｛０，１，２，４，６，８，１０｝）のように、小さな値のｋのみからなる組の中から選択するようにすれば、より細かい分解能で報告周期ｋを設定することができる。逆に、長い報告周期ｋでよい場合には、例えば＃７（ｋ＝｛０，２０，４０，８０，１２０，１６０，２００｝）のように大きな報告周期ｋの組の中からｋを設定するようにすればよい。
また、各端末に対して、異なったｋの組を割り当てることによって、品質情報報告の衝突を減らす効果がある。図１６にこの場合の例を示す。図に示すように、端末１にはｋの組として＃１（ｋ＝｛０，１，２，４，６，８，１０｝）を割り当て、端末２に対しては＃２（ｋ＝｛０，１，３，５，７，９，１０｝）を割り当てる。このように、それぞれの組の間で、ｋの値が若干ずれるように設定されていると、各端末において、それぞれｔ１，ｔ２のタイミングでｋの値を切り替えても、端末間での衝突が発生しにくい。

図１７に、この発明の実施の形態３による基地局１０１の品質情報周期処理部２１７による端末に割り当てる報告周期ｋの組の決定方法のフローチャートを示す。まず、現在設定されている周期群に属する各組について、各端末への割り当て状況を得る（ステップＳＴ５００）。
次に、ステップＳＴ５００で得られた結果を基に、最も割り当て回数が小さい組を選択する（ステップＳＴ５０１）。割り当て回数が最も小さい組が複数存在する場合には、乱数を発生させることにより１つを選択する（ステップＳＴ５０２、ステップＳＴ５０３）。
次に、選択した組の使用回数を１加算し、割り当て状況を更新する（ステップＳＴ５０４）。次に、目的の端末に対し、決定したｋの組を通知する（ステップＳＴ５０５）。このようにして、端末に割り当てるｋの組が決定される。
ｋの周期群は、端末から報告される品質情報の内容や後述する他の条件等によって、適切な周期群に変更される。図１８に、実施の形態３による基地局１０１によるｋの周期群およびｋの決定方法のフローチャートを示す。

基地局１０１は、各端末からの品質情報報告を受信し、保管する（ステップＳＴ６００）。次に、以前受信した品質情報と最新の品質情報との差分を取り変化を調べる（ステップＳＴ６０１）。次に、品質情報の変化の程度を確認する（ステップＳＴ６０２）。変化がない場合はそのまま変更を行わずに終了する。
一方、小さな変化がある場合は、現在設定されているｋの組の中からより大きいｋの値を選択する（ステップＳＴ６０４）。ステップＳＴ６０４で選択する周期ｋの条件に合うものが、ｋの組の中で１つだけしかない場合には、ｋの周期群を１段階大きいものに変更する（ステップＳＴ６０５、ステップＳＴ６０６）。周期群を変更した場合には、図１７で示した処理によって、ｋの組を決定する。
ステップＳＴ６０４で選択できるｋが、現在設定されている組に２つ以上ある場合には、当該組の中から新たな周期ｋを選択する。
また、ステップＳＴ６０２で、品質情報に大きな変化があると判断された場合には、ｋの組の中から、１つ小さい周期のｋを選択する（ステップＳＴ６０７）。

ステップＳＴ６０７において、ｋの組の中から選択したｋの値が、当該ｋの組に属するｋの最大値の１／５以下である場合には、ｋの周期群を小さいものに変更する（ステップＳＴ６０８、ステップＳＴ６０９）。周期群を変更した場合には、図１７で示した処理によって、ｋの組を決定する。
ステップＳＴ６０７で選択されたｋの値が当該ｋの組に属するｋの最大値の１／５よりも大きい場合は、当該組のなかから新たな周期ｋを選択する。
基地局１０１は、選択された新たな報告周期ｋを目的の端末へ通知する。さらに周期群に変更がある場合には新たな周期群も合わせて通知する（ステップＳＴ６１０）。
図１９に、ｋの周期群、組および値を変更する際のシーケンスを示す。図中、基地局装置は、基地局内で無線通信の終端点として端末と通信を行う部分を指し、基地局制御装置は、基地局装置を制御するための処理部を指す。まず、（１）端末から基地局装置へ周期的に品質報告が通知される。基地局装置は、（２）端末から通知された品質報告に基づいて、報告周期ｋの変更が必要であると判断した場合には、基地局制御装置に対してｋの値の変更要求を通知する。

もし、（３）ｋの周期群も変更する必要がある場合には、基地局制御装置はｋの周期群を決定して、基地局装置経由で端末に通知する。さらに、（４）基地局制御装置はｋの組も決定して、基地局経由で端末に通知する。最後に、（５）基地局制御装置は、変更後のｋの値を基地局装置経由で端末に対して通知する。
変更指示の通知を受けた端末は、基地局より指定されているｋの周期群の中のｋの組を選択し、ｋの値を参照可能な状態とする。その後、限定されたビット数のシグナリング値を元に参照可能なｋの組の中から実際に利用するｋの値を読み出し、指定された周期ｋの組に属する報告周期ｋを設定する。

以上のように、この実施の形態３によれば、周期の長短により分類した報告周期ｋの組を複数設け、各組を周期群に分類した。基地局１０１は、端末１００から通知された品質情報に基づいて端末１００に通知するｋの周期群、組および周期ｋを切り替えるようにしたので、同じ周期群を利用する端末間であっても品質情報報告の衝突を減らすことができる。
一般に、パラメータ指定時のシグナリングに用いることができるビット数は、シグナリング時の転送量削減のため限定したビット数となっている。実施の形態３では、報告周期ｋの組を複数用意することにより、限られたビット数で、より多くの種類のｋを指定することができる。
なお、端末１００に割り当てる周期群の決定は、端末１００の品質情報以外の基準に基づいて行ってもよい。
例えば、基地局１０１は、端末１００と基地局１０１との距離に応じて、端末１００に割り当てる周期群を決定してもよい。

図２０は、局側の装置で実行される周期群の割り当て処理のフローチャートである。この処理は、基地局１０１または基地局制御装置単独で行ってもよいし、基地局１０１および基地局制御装置の両者で行うようにしてもよい。
まず、局側装置（基地局１０１および基地局制御装置）は基地局１０１と端末１００との距離Ｄを調査する（ステップＳＴ７００）。次に、局側装置は予め決められた距離Ｔｈ１，Ｔｈ２と比較することにより、距離Ｄが短距離、中距離、遠距離のいずれであるかを判断する（ステップＳＴ７０１）。
端末１００までの距離が遠距離（Ｔｈ１＜Ｄ）と判断されたときは、例えば、端末１００が基地局１０１のセルエッジにある場合である。この場合には、基地局１０１は、端末１００に短い周期で周期報告を行わせるために、短周期群を端末１００に対して割り当てる（ステップＳＴ７０２）。
一方、端末１００までの距離が中距離（Ｔｈ２＜Ｄ≦Ｔｈ１）と判断されたときは、基地局１０１は端末１００に中周期群を割り当てる（ステップＳＴ７０３）。また、端末１００までの距離が短距離と判断されたときは、端末１００に長周期群を割り当てる（ステップＳＴ７０４）。

周期群を割り当てたら、図１７で示した手順に従って、割り当てられた周期群に属する報告周期の組の中から１つの組を割り当てる。さらに、その組に含まれる複数の周期の中から１つの周期ｋを選択し、端末１００に割り当てる（ステップＳＴ７０５）。
このように、端末への周期群の割り当てを、基地局からの距離に基づいて行うことにより、比較的通信の品質が悪くなりやすい遠距離の場合や品質が良い近距離の場合の報告周期を適切に割り当てることができる。
なお、端末１００の位置を測定する方法としては、端末１００がＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）受信機を備えている場合には、ＧＰＳ衛星からの電波に基づいて位置を特定する方法を採用してもよい。また、基地局１０１から端末１００に発信される電波に基づいて位置を特定してもよい。
また、端末１００が複数の基地局から信号を受信し、これら複数の信号に基づいて各基地局までの距離を判別するようにしてもよい。例えば、端末１００はソフトハンドオーバをする場合に準じて、複数の基地局から近づく電波状態が互いに同品質であった場合には、自端末がセルエッジ、すなわち遠距離にいると判断することができる。また、基地局１０１が端末１００からの送信信号の電波強度や信号対雑音比などを基に距離を判断してもよい。

また、端末１００に割り当てる周期群を端末の移動速度に応じて決定してもよい。例えば、端末１００の移動速度が速い場合には、基地局１０１は短周期群に属する報告周期の組＃１〜３のいずれか１つの組を、端末１００に割り当てる。一方、移動速度が中程度の場合には、中周期群の組を割り当て、低速度の場合には長周期群の組を割り当てる。
端末の移動速度を測定する方法としては、基地局１０１からの信号のドップラーシフトを端末側で計測する方法や、端末１００に備えられたＧＰＳ受信機の位置情報を連続して計測し、移動座標に基づいて移動速度を算出する方法等がある。また、自動車に取り付けられた端末の場合には、自動車に搭載された速度計から速度情報を取得し、基地局１０１へ送信するようにしてもよい。その他、速度の計測については、どのような測定方法や方法を用いてもよい。

また、間欠受信等で利用される着信群が決められている場合、基地局１０１は端末１００の属する着信群に従って周期群を定め、その周期群から報告周期の組を選択してもよい。
また、Ｗ−ＣＤＭＡにおいては、各チャネルのキャリアは１つしかないが、次世代の通信方式であるＯＦＤＭ（ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式を用いる場合には、１つのチャネルに複数のサブキャリアが割り当てられる。その場合、サブキャリアごとにそれぞれの品質報告が求められるため、端末１００は各サブキャリアの品質を測定し、基地局１０１に測定した品質を報告する。局側装置は、各サブキャリアの品質変化の速度に基づき、品質変化の早いサブチャネルには短周期群に属する組を割り当て、変化の早さが中程度のサブチャネルには中周期群の組を、また変化の遅いサブチャネルに対しては長周期群に属する組を割り当てるようにしてもよい。

また、端末１００が複数のチャネルを持つ場合、各チャネルの許容遅延量に応じて周期群を割り当ててもよい。すなわち、基地局１０１は、そのチャネルの許容遅延量が小さい場合にはそのチャネルに対して短周期群に属する組を割り当て、許容遅延量が大きい場合には、そのチャネルに長周期群の組を割り当てる。このとき、許容遅延に基づく割り当てを端末１００を単位として行うこともできる。例えば、端末１００のチャネルの中で最も許容遅延量が少ないチャネルや、最も優先度の高いチャネル等代表的なチャネルに基づいて、端末１００に割り当てるチャネルを決定してもよい。
なお、上述した様々な周期群割り当て方法は、図２０に示した処理において、ステップＳＴ７００で各方法に対応した決定基準（端末の移動速度等）を調査し、ステップＳＴ７０１における各方法に対応した判定処理の結果に基づいてステップＳＴ７０２〜ステップＳＴ７０４のいずれかの割り当て処理を行うことにより実現される。

実施の形態４．
実施の形態１〜３では、品質情報ＣＱＩの報告周期を様々な方法で決定した。実施の形態４では、同様の構成で、品質情報以外の周期的に通知が必要な情報の報告周期の決定を行う。
例えば、基地局１０１への周期的な報告が必要な例として、端末１００のバッファ量が考えられる。端末１００は、実施の形態１〜３と同様の処理により決定された受信タイミングに従って、端末１００のバッファ量を基地局１０１に通知してもよい。基地局１０１は、決定された受信タイミングで受信した信号から、端末１００のバッファ量情報を取得し復号する。
端末１００のバッファ量は、送信しきれずにバッファに残っている端末１００の送信データの量である。バッファ量を周期的に報告することにより、基地局１０１では報告されたバッファ量に基づいて上り方向の通信のスケジューリングを行うことができる。特に、蓄積型のデータ送信方法であるパケット送信においては有効である。

また、他の例として、端末１００に端末１００の移動速度を計測する手段がある場合には、実施の形態１〜３と同様の処理に従って、端末１００の移動速度を通知するようにしてもよい。
移動速度は伝播状況に影響を与えるため、この情報を基地局１０１が知ることにより、基地局側では適切な変調方式、符号化レート等の選択を行うことができる。
また、他の例として、端末１００がＧＰＳ受信機を備える場合には、ＧＰＳ受信機で測定した端末１００の位置情報を基地局１０１へ周期的に送信してもよい。端末１００の位置情報により、セルとの伝播ロスを推定できるため、基地局１０１は端末１００に対してビーム方向の決定や初期の送信レベルの決定に利用することができる。
また、端末１００で測定したブロックエラーレートを周期的に報告してもよい。
さらに、以上の例はＷ−ＣＤＭＡ方式における例であるが、本発明は、他の通信方式における周期報告に対しても適用できる。例えば、ＣＤＭＡ２０００（１ｘＤＶ）やＦＤＭ（ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）、ＯＦＤＭにも適用できる。

実施の形態５．
実施の形態１の図３および図４に示した基地局１０１および端末１００の構成は一例であり、他にも多様な構成の装置を使用することができる。特に、基地局１０１の品質情報周期処理部２１７や端末１００の品質情報周期処理部３１８は、専用回路だけでなく、汎用のプロセッサを用いて構成することができる。
汎用プロセッサは、品質情報周期処理部２１７，３１８だけでなく、プログラムで処理可能な他の構成をも兼ねることができる。
また、汎用プロセッサに変調部等の他の回路の動作をコントロールさせ、基地局１０１または端末１００の全体の動作を制御させることも可能である。

図２１は、マイクロプロセッサユニット３１９を用いた端末１００の構成例を示す図である。図４と同一の符号は、同一または相当の要素を表している。
図２１に示した端末１００は、複数の衛星から信号を受信するＧＰＳアンテナ３２１と、ＧＰＳアンテナ３２１の受信信号に基づいて、端末１００の位置を特定するＧＰＳ受信機３２０を備えている。
マイクロプロセッサユニット３１９は、ＧＰＳ受信機３２０からの位置情報を用いて、基地局１０１からの距離や、速度情報を生成することができる。
ここでは、実施の形態１の処理は、マイクロプロセッサユニット３１９とマイクロプロセッサユニット３１９の動作を制御するプログラムによって実現することができる。プログラムは、コンピュータで読取可能な記憶媒体から読み込むようにしてもよいし、通信回線を介して送信するようにしてもよい。
また、例えば、応答信号判定部２１４や応答信号生成部３１５のように、高速な処理を行う必要がある構成要素には、ＤＳＰ（ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｏｒ）のような信号処理専用のプロセッサを用いてもよい。

以上のように、この発明に係る基地局は、端末から基地局へ送信される品質情報の衝突の減少を実現し、通信の干渉を出来る限り抑えるのに適している。
以上のように、この発明に係る端末は、端末から基地局へ送信される品質情報の衝突の減少を実現し、通信の干渉を出来る限り抑えるのに適している。

ＨＳＤＰＡをサポートするＷ−ＣＤＭＡシステムの基地局と端末との間のチャネル構成図である。ＨＳ−ＤＰＣＣＨで送信されるフレームのフォーマットを示す図である。この発明の実施の形態１による基地局の構成を示す図である。この発明の実施の形態１による移動局の構成を示す図である。ＨＳＤＰＡによる通信処理における品質情報報告周期の例を示すタイムチャートである。ＨＳＤＰＡによる通信処理における品質情報報告周期にオフセットを追加した場合のタイムチャートである。この発明の実施の形態１による、送信タイミングの決定処理のフローチャートである。ＨＳＤＰＡによる通信処理における品質情報の送信タイミングの例を示すタイムチャートである。実施の形態２による、オフセットに限界値を設けて送信タイミングを算出する処理のフローチャートである。実施の形態２の変形例による、正規乱数を利用してオフセットを算出する処理のフローチャートである。実施の形態２の変形例による、ＳＦＮを利用して、擬似乱数発生用のカウンタを取得する処理のフローチャートである。実施の形態２の変形例による、上りスクランブリングコードを利用して、擬似乱数発生用のカウンタを取得する処理のフローチャートである。実施の形態２の変形例による、周期関数を利用してオフセットを算出する処理のフローチャートである。実施の形態２による、端末と基地局間での、品質情報、および報告周期ｋの通知のシーケンス図である。実施の形態３による、報告周期ｋの組と周期群の作り方の例を示す図である。実施の形態３による、各端末に対する報告周期の割り当て方を説明する図である。実施の形態３による、基地局による端末に割り当てる報告周期ｋの組の決定処理のフローチャートである。実施の形態３による、基地局による報告周期ｋの周期群および報告周期ｋの決定処理のフローチャートである。実施の形態３による、端末と基地局間での、報告周期ｋの周期群、組および報告周期ｋの通知のシーケンス図である。実施の形態３による周期群割当て処理のフローチャートである。実施の形態５による移動局の構成を示す図である。

Claims

少なくとも端末から報告される品質情報によって決定される基準周期の組から、ひとつの組を端末に対して割り当て、上記端末から受信した周期情報に基づいて、上記割り当てられた組の中から周期情報報告周期を選択する周期処理部と、
選択された周期情報報告周期を上記端末に送信する送信部とを備えた基地局。
周期処理部は、各端末から受信する周期情報の報告周期の組が重複しないように、各端末に対して周期情報報告周期の組を割り当てることを特徴とする請求項１記載の基地局。
周期処理部は、周期の長短によって分類された複数の報告周期群を有し、少なくとも１つの報告周期群に対して少なくとも１つの周期情報報告周期の組を備えたことを特徴とする請求項１記載の基地局。
互いに異なる分解能を有する複数の報告周期の組から、１つの組を端末に対して割り当て、上記端末から受信した周期報告に基づいて、上記割り当てられた組の中から報告周期を選択する周期処理部と、上記周期処理部が選択した報告周期を上記端末に通知する送信部を有する局側装置と、
上記局側装置から通知された報告周期に基づく送信タイミングで、上記周期報告を送信する送信部を有する端末とを備えた通信システム。