JP2011030139A - 無線基地局及び通信制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】無線リソースの品質を適切に推定する。
【解決手段】無線基地局内の制御部１０２は、当該無線基地局がＰＤＣＣＨを用いて無線端末に対して送信した制御情報のエラーレートを算出する。更に、無線基地局は、算出したエラーレートが所定範囲外である場合には、ＰＤＣＣＨを用いて無線端末に対して送信した制御情報に対する、当該無線端末からの応答状態を特定する。更に、無線基地局は、当該応答状態に応じて、基準ＳＩＮＲを補正する。
【選択図】図２

Description

本発明は、所定のセル又はセクタに対応する下り方向の無線リソースが、制御情報伝送用の無線リソースとユーザデータ伝送用の無線リソースとにより構成されており、当該無線リソースを無線端末に割り当てて当該無線端末との間で通信を行う無線基地局、及び、当該無線基地局における通信制御方法に関する。

近年、移動通信サービスのブロードバンド化に伴い、更なる高速化及び大容量化が求められている。このため、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）に代表される第３世代移動通信システムや３．５世代移動通信システムに代わる次世代移動通信システムが世界的に実用化されようとしている。日本国内においても第４世代移動通信システムにつながる移動通信システムとして位置づけられた３．９世代移動通信システムへの周波数割り当てが開始されている。この３．９世代移動通信システムの中でも、ＬＴＥ（Long Term Evolution）は、第４世代移動通信システムにつながる標準規格として、最も有力視されている。

ＬＴＥでは、無線基地局から無線端末に向かう下り方向の通信には、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access）が採用され、無線端末から無線基地局に向かう上り方向の通信には、ＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier Frequency Division Multiple Access）が採用されている。これらの多重化方式は、周波数と時間の２次元で無線リソースの配置を行ってユーザ多重を実現している。

下り方向の無線リソースである周波数帯域は、リソースブロック（ＲＢ：Resource Block）と称される単位に分割されている。このＲＢは、下り方向の制御情報伝送用の無線チャネルとしてのタイムスロットである制御情報チャネル（ＰＤＣＣＨ：Physical Downlink Control CHannel）と、下り方向のユーザデータ伝送用の無線チャネルとしてのタイムスロットである共有データチャネル（ＰＤＳＣＨ：Physical Downlink Shared CHannel）とにより構成される。

3GPP TS 36.213 V8.4.0 "Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Layer procedures (Release 8)" 3GPP TS 36.211 V8.4.0 "Technical Specification Group Radio Access Network;Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA);Physical Channels and Modulation (Release 8) "

ＬＴＥでは、高速化及び大容量化を実現するために、従来の第３世代移動通信システムや３．５世代移動通信システムと比較して、非常に高い周波数利用効率が要求される。この要求を実現するために、ＬＴＥでは、近接するセル又はセクタにおいて同一の周波数を使用する運用が想定されている。このような運用では、あるセル又はセクタにおいて、他セル又は他セクタからの干渉が問題となる可能性がある。

このため、無線基地局は、干渉によって変動する、無線端末におけるＰＤＳＣＨ及びＰＤＣＣＨの品質（ＳＩＮＲ）を把握し、当該品質が所要のレベルを満たすように制御を行う必要がある。特に、ＰＤＣＣＨによって伝送される情報には、ＰＤＳＣＨによって伝送される情報の受信に必要な各種の制御情報が含まれている。したがって、無線端末は、ＰＤＣＣＨによって伝送される制御情報を正常に受信する必要があり、このためには、無線基地局は、ＰＤＣＣＨの品質が所要のレベルを満たすように制御を行うことが重要である。

しかしながら、ＬＴＥの規格上、無線端末は、無線基地局に対して、ＰＤＳＣＨの品質のみを送信しており、ＰＤＣＣＨの品質は送信していない。このため、無線基地局は、無線端末からのＰＤＳＣＨの品質をＰＤＣＣＨの品質とみなして、当該ＰＤＣＣＨの品質が所要のレベルを満たすように制御を行うことがあった。しかし、一般にＰＤＣＣＨの無線リソースの利用率はＰＤＳＣＨの無線リソースの利用率よりも低いため、ＰＤＣＣＨはＰＤＳＣＨよりも他セル又は他セクタからの干渉を受けにくい。このため、ＰＤＳＣＨの品質がＰＤＣＣＨの品質とみなされると、ＰＤＣＣＨの品質を過剰に低く見積もることになり、同一情報の伝送の繰り返し回数が増えて無線リソースを必要以上に多く使用してしまう等の問題が生じる。このため、無線端末におけるＰＤＣＣＨの品質を適切に推定することが要求される。

そこで、本発明は、無線リソースの品質を適切に推定することが可能な無線基地局及び通信制御方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明は以下のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、所定のセル又はセクタを形成し、前記所定のセル又はセクタに対応する無線リソースが、制御情報伝送用の無線リソースとユーザデータ伝送用の無線リソースとにより構成されており、前記無線リソースを無線端末（無線端末２Ａ、２Ｂ、２Ｃ）に割り当てて前記無線端末との間で通信を行う無線基地局（無線基地局１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）であって、前記制御情報伝送用の無線リソースの品質の推定値を導出する推定部（ＳＩＮＲ推定部１５８）と、前記無線端末との間の伝搬環境が所定の条件を満たさない場合に、前記制御情報伝送用の無線リソースの品質の推定値を補正する補正部（ＳＩＮＲ補正値設定部１５４、ＳＩＮＲ推定部１５８）とを備えることを要旨とする。

無線基地局は、制御情報伝送用の無線リソースの品質が所要のレベルを満たすように送信電力制御等の通信制御を行う。このような場合には、無線基地局と無線端末との間の伝搬環境が所定の条件を満たさない場合には、推定により得られた制御情報伝送用の無線リソースの品質の推定値が誤っていると考えられる。

従って、無線基地局が、自無線基地局が形成する所定のセル又はセクタに対応する下り方向の所定の無線リソースに含まれる制御情報伝送用の無線リソースの品質を推定し、更に、無線端末との間の伝搬環境が所定の条件を満たさない場合には、推定値を補正することによって、通信制御に必要となる制御情報伝送用の無線リソースの品質を適切に推定することが可能となる。

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴において、前記補正部は、前記制御情報伝送用の無線リソースを用いて伝送されるデータの誤り率が第１の所定範囲を外れた場合に、前記制御情報伝送用の無線リソースの品質の推定値を補正することを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、本発明の第１又は第２の特徴において、前記補正部は、前記制御情報伝送用の無線リソースの干渉量が第２の所定範囲を外れた場合に、前記制御情報伝送用の無線リソースの品質の推定値を補正することを要旨とする。

本発明の第４の特徴は、本発明の第３の特徴の何れかにおいて、 前記制御情報伝送用の無線リソースの干渉量は、他の無線基地局によって形成されるセル又はセクタである他セル又は他セクタに対応する前記制御情報伝送用の無線リソースの利用率に基づいて算出されることを要旨とする。

本発明の第５の特徴は、本発明の第１乃至第４の特徴の何れかにおいて、前記補正部は、前記無線端末の移動速度が所定値以上である場合に、前記制御情報伝送用の無線リソースの品質の推定値を補正することを要旨とする。

本発明の第６の特徴は、本発明の第１乃至第５の特徴の何れかにおいて、前記補正部は、前記制御情報伝送用の無線リソースを用いて伝送されるデータの誤り率の目標値に基づいて、前記制御情報伝送用の無線リソースの品質の推定値を増加させる場合の補正値と減少させる場合の補正値との比率を決定することを要旨とする。

本発明の第７の特徴は、本発明の第１乃至第６の特徴の何れかにおいて、前記推定部は、前記制御情報伝送用の無線リソースの品質の基準値に基づいて、前記制御情報伝送用の無線リソースを用いて前記無線端末へ送信される制御情報に対する、前記無線端末からの応答の状態に応じて、前記基準値を補正した値を前記制御情報伝送用の無線リソースの品質の推定値とすることを要旨とする。

本発明の第８の特徴は、本発明の第７の特徴において、前記推定部は、前記無線端末が正常に応答しない場合に、前記基準値よりも低い値を前記制御情報伝送用の無線リソースの品質の推定値とし、前記無線端末が正常に応答した場合に、前記基準値よりも高い値を前記制御情報伝送用の無線リソースの品質の推定値とすることを要旨とする。

本発明の第９の特徴は、所定のセル又はセクタを形成し、前記所定のセル又はセクタに対応する無線リソースが、制御情報伝送用の無線リソースとユーザデータ伝送用の無線リソースとにより構成されており、前記無線リソースを無線端末に割り当てて前記無線端末との間で通信を行う通信制御方法であって、前記無線基地局が、前記制御情報伝送用の無線リソースの品質の推定値を導出するステップと、前記無線基地局が、前記無線端末との間の伝搬環境が所定の条件を満たさない場合に、前記制御情報伝送用の無線リソースの品質の推定値を補正するステップとを備えることを要旨とする。

本発明によれば、無線リソースの品質を適切に推定することが可能となる。

本発明の実施形態に係る無線通信システムの全体概略構成図である。 本発明の実施形態に係る無線基地局の構成図である。 本発明の実施形態に係る無線基地局によるＰＤＳＣＨ割り当ての一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る無線基地局によるＰＤＣＣＨ内のＲＥＧ割り当ての一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る無線基地局におけるＰＤＣＣＨ品質推定の第１の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る無線基地局におけるＰＤＣＣＨ品質推定の第２の動作を示すフローチャートである。

次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。具体的には、（１）無線通信システムの構成、（２）無線基地局の動作、（３）作用・効果、（４）その他の実施形態について説明する。以下の実施形態における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。

（１）無線通信システムの構成
（１．１）無線通信システムの全体概略構成
図１は、本発明の実施形態に係る無線通信システム１０の全体概略構成図である。

図１に示す無線通信システム１０は、３ＧＰＰで策定された規格であるＬＴＥ（Long Term Evolution）に基づく構成を有する。無線通信システム１０は、無線基地局１Ａ、１Ｂ及び１Ｃと、無線端末２Ａ、２Ｂ及び２Ｃと、転送制御装置であるＭＭＥ（Mobile Management Entity）／ＳＧＷ（Serving Gateway）２０−１及び２０−２と、バックボーンネットワーク３０とを含む。

図１において、無線端末２Ａは、無線基地局１Ａによって形成されるセル３Ａ内に存在する。また、無線端末２Ｂは、無線基地局１Ｂによって形成されるセル３Ｂ乃に存在し、無線端末２Ｃは、無線基地局１Ｃによって形成されるセル３Ｃ内に存在する。セル３Ａ乃至３Ｃは、複数のセクタ（図示せず）に分割されている。

無線基地局１Ａは、セル３Ａ内に存在する無線端末２Ａとの間で通信を行う。同様に、無線基地局１Ｂは、セル３Ｂ内に存在する無線端末２Ｂとの間で通信を行い、無線基地局１Ｃは、セル３Ｃ内に存在する無線端末２Ｃとの間で通信を行う。

無線基地局１Ａ乃至無線基地局１Ｃと、ＭＭＥ／ＳＧＷ２０−１及び２０−２との間には、バックボーンネットワーク３０を介して、トランスポート層の論理的な伝送路であるＳ１コネクションが確立されている。また、無線基地局１Ａ乃至無線基地局１Ｃの相互間には、バックボーンネットワーク３０を介して、トランスポート層の論理的な伝送路であるＸ２コネクションが確立されている。

（１．２）無線基地局の構成
図２は、無線基地局１Ａの構成を示す図である。図２に示す無線基地局１Ａは、制御部１０２、記憶部１０３、有線通信部１０４、無線通信部１０５及びアンテナ１０７を含む。なお、無線基地局１Ｂ及び無線基地局１Ｃも、無線基地局１Ａと同様の構成である。

制御部１０２は、例えばＣＰＵによって構成され、無線基地局１Ａが具備する各種機能を制御する。記憶部１０３は、例えばメモリによって構成され、無線基地局１における制御などに用いられる各種情報を記憶する。有線通信部１０４は、図示しないルータ等を介してバックボーンネットワーク３０に接続される。無線通信部１０５は、アンテナ１０７を介して、無線端末２Ａからの無線信号を受信するとともに、無線端末２Ａに対して無線信号を送信する。

次に、制御部１０２の具体的な制御について説明する。制御部１０２は、無線基地局１Ａによって形成されるセル３Ａを構成する所定のセクタ（以下、「自セクタ」と称する）内に存在する無線端末２Ａが要求するチャネル品質に応じて、当該無線端末２Ａに対して、下り方向の無線リソースである、１又は複数のリソースブロック（ＲＢ）を割り当てる。

ＲＢは、２種類の無線チャネル、具体的には、制御情報チャネル（ＰＤＣＣＨ）と、共有データチャネル（ＰＤＳＣＨ）とにより構成される。ＰＤＣＣＨの領域は、ＲＢの先頭から最大３つのＯＦＤＭシンボルであり、ＰＤＳＣＨの領域は、ＰＤＣＣＨに続くＯＦＤＭシンボルである。本実施形態において、割り当て対象となるＲＢは、周波数帯域が連続している。

自セクタ内の各無線端末が要求するチャネル品質は異なっている。制御部１０２は、各無線端末が要求するチャネル品質に応じて、当該無線端末に対して割り当て対象となるＲＢ、及び、当該ＲＢの数を設定し、割り当てる。具体的には、制御部１０２は、自セクタ内の各無線端末に対して、ＲＢ内のＰＤＳＣＨとＰＤＣＣＨとを割り当てる。また、制御部１０２は、各無線端末が要求するチャネル品質に応じて、変調方式、符号化率、再送回数、ＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output）等の通信方式を設定する。

図３は、ＰＤＳＣＨ割り当ての一例を示す図である。図３は、自セクタ内の無線端末２Ａが複数の無線端末＃１乃至＃Ｎである場合の例である。図３において、制御部１０２は、自セクタ内に存在する無線端末＃１に対して、チャネル品質が当該無線端末＃１によって要求されるレベル以上となる周波数帯域に対応するＰＤＳＣＨを割り当てる。

同様に、制御部１０２は、自セクタ内に存在する無線端末＃２乃至＃Ｎに対して、チャネル品質が当該無線端末＃２乃至＃Ｎによって要求されるレベル以上となる周波数帯域に対応するＰＤＳＣＨを割り当てる。

ＰＤＣＣＨには、ＰＤＳＣＨに含まれるユーザデータを受信するために必要な様々な情報が含まれる。このため、無線端末は、ＰＤＣＣＨ内の情報を受信することができない場合には、ＰＤＳＣＨ内のユーザデータを受信することができない。したがって、ＰＤＣＣＨは、非常に重要な無線チャネルである。

具体的には、ＰＤＣＣＨは、下り方向の無線リソースにおける各種制御情報や、無線端末毎のＤＣＩ（Downlink Control Information）を含む。１つのＴＴＩ（Transmission Time Interval）におけるＰＤＣＣＨ内には、複数の無線端末に対応するＤＣＩが収容可能である。

１つのＴＴＩにおけるＰＤＣＣＨ内に１つの無線端末に対応するＤＣＩを繰り返して収容する場合の繰り返し回数は、Ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ Ｌｅｖｅｌ（ＡＬ）と称される。

制御部１０２が、無線端末毎のＤＣＩに対して、ＰＤＣＣＨの品質がＡＬに対応するＳＩＮＲ（Signal to Interference and Noise Ratio）を満足するように、当該ＡＬを決定することにより、繰り返しによる符号化率の調節が実現され、特性を改善させることができる。しかし、上述したように、ＰＤＣＣＨの領域は、ＲＢの先頭から最大３つのＯＦＤＭシンボルのみである。このため、ＡＬが高い場合、換言すれば、ＤＣＩの繰り返し回数が多いほど、１つのＴＴＩにおけるＰＤＣＣＨ内に収容可能なＤＣＩに対応する無線端末の数は減少する。すなわち、ＡＬと、１つのＴＴＩにおけるＰＤＣＣＨ内に収容可能なＤＣＩに対応する無線端末の数とはトレードオフの関係にある。

また、ＰＤＣＣＨの領域に対応するＯＦＤＭシンボルの数が多いほど、１つのＴＴＩにおけるＰＤＣＣＨ内に収容可能なＤＣＩに対応する無線端末の数は増加する。しかし、ＰＤＳＣＨの領域に対応するＯＦＤＭシンボルが減少することにより、ＰＤＳＣＨの符号化率が低下する。このため、ＡＬと、ＰＤＳＣＨの受信性能とはトレードオフの関係にある。

制御部１０２は、ＰＤＣＣＨ内のＲＥＧ（Resource Element Group）を無線端末に割り当てる。図４は、ＰＤＣＣＨ内のＲＥＧ割り当ての一例を示す図である。

制御部１０２は、まず、ＤＣＩ毎に誤り訂正符号化を行い、ＡＬに対応する回数だけ繰り返されたＤＣＩを、一次元領域に並べる。この際、制御部１０２は、一次元領域におけるＤＣＩの収容位置を、当該ＤＣＩが有する固有の値、例えば、対応する無線端末のＲＮＴＩや、ＡＬによって擬似ランダム的に決定される候補の中から選択する。この処理を全てのＤＣＩについて行った結果、ＤＣＩが割り当てられなかった一次元領域については、そのまま情報がない状態となる。

次に、制御部１０２は、ＰＤＣＣＨの領域としてのＯＦＤＭシンボル内の領域を、ＲＥＧに分割する。更に、制御部１０２は、一次元領域のビット系列の８ビットを単位としてインターリーブ処理を行ったものを、割り当て位置に対応するＲＥＧに対して、周波数の低いＲＥＧから順次に収容していく。これにより、ＤＣＩは、ＰＤＣＣＨにおいて、擬似ランダム的にＲＥＧ単位で収容されることになり、周波数ダイバーシティ効果が得られることになる。

本実施形態では、無線端末に対するＲＢの割り当てに先立って、制御部１０２は、自セクタに対応するＰＤＣＣＨの品質（ＳＩＮＲ）を推定する。

自セクタに対応するＰＤＣＣＨの品質の推定及び自セクタに対応するＰＤＣＣＨの割り当てのために、図２に示すように、制御部１０２は、Ｗ−ＣＱＩ／ＳＩＮＲ変換部１５２、ＳＩＮＲ補正値設定部１５４、エラーレート算出部１５６、変動判定部１５７、ＳＩＮＲ推定部１５８、ＰＤＣＣＨ ＡＬ決定部１６０及びＰＤＣＣＨ割当処理部１６２を含む。

無線端末２Ａは、自セクタに対応する下り方向の所定の無線リソースに含まれるＰＤＳＣＨの平均の品質に対応するＷ−ＣＱＩを測定する。更に、無線端末２Ａは、測定したＷ−ＣＱＩ（測定Ｗ−ＣＱＩ）を、無線基地局１Ａに向けて送信する。

無線基地局１Ａの制御部１０２内のＷ−ＣＱＩ／ＳＩＮＲ変換部１５２は、無線端末２Ａからの自セクタに対応する測定Ｗ−ＣＱＩを、アンテナ１０７及び無線通信部１０５を介して受信する。次に、Ｗ−ＣＱＩ／ＳＩＮＲ変換部１５２は、自セクタに対応する測定Ｗ−ＣＱＩをＳＩＮＲ（基準ＳＩＮＲ）に変換する。更に、Ｗ−ＣＱＩ／ＳＩＮＲ変換部１５２は、基準ＳＩＮＲをＳＩＮＲ推定部１５８へ出力する。ＳＩＮＲ推定部１５８は、基準ＳＩＮＲを記憶部１０３に記憶させる。更に、ＳＩＮＲ推定部１５８は、基準ＳＩＮＲをＰＤＣＣＨ ＡＬ決定部１６０へ出力する。

ＰＤＣＣＨ ＡＬ決定部１６０は、基準ＳＩＮＲが良好であるほど、ＡＬが少なくなるように、当該ＡＬを決定する。

ＰＤＣＣＨ割当処理部１６２は、自セクタ内の無線端末２Ａに対して、ＲＢ内のＰＤＣＣＨとを割り当てる（基準ＳＩＮＲに基づく通信制御）。この際、ＰＤＣＣＨ割当処理部１６２は、１つのＴＴＩにおけるＰＤＣＣＨ内に無線端末２Ａに対応するＤＣＩを繰り返して収容する場合の繰り返し回数が、ＰＤＣＣＨ ＡＬ決定部１６０によって決定されたＡＬとなるようにする。

制御部１０２は、ＰＤＣＣＨ割当処理部１６２によって割り当てられたＰＤＣＣＨの情報、例えば、ＰＤＣＣＨを一意に特定可能な情報を、無線通信部１０５及びアンテナ１０７を介して無線端末２Ａへ送信する。

その後、制御部１０２は、無線端末２Ａに割り当てたＰＤＣＣＨを用いて、ＰＤＳＣＨの割り当て情報、上り方向の共有データチャネル（ＰＵＳＣＨ：Physical Uplink Shared CHannel）の割り当て情報、及び、送信電力制御のコマンドを含んだ制御情報を、無線通信部１０５及びアンテナ１０７を介して無線端末２Ａへ送信する。

無線端末２Ａは、ＰＤＣＣＨを用いて送信される制御情報を正常に受信した場合、制御情報に基づく各種の制御を行う。具体的には、無線端末２Ａは、割り当てられたＰＤＳＣＨを用いて伝送されるユーザデータを受信し、割り当てられたＰＵＳＣＨを用いてユーザデータを送信する。また、無線端末２Ａは、送信電力制御のコマンドに従って、送信電力を制御する。その後、無線端末２Ａは、ＰＤＳＣＨを用いて送信されるユーザデータを受信すると、無線基地局１Ａに対して応答としてのＡＣＫ又はＮＡＣＫを、ＰＵＳＣＨを用いて送信する。

無線基地局１Ａの制御部１０２内のエラーレート算出部１５６は、制御部１０２がＰＤＣＣＨを用いて送信した制御情報に対する無線端末２Ａからの応答状態に応じて、ＰＤＣＣＨを用いて送信した制御情報のデータ誤り率（エラーレート）を算出する。

具体的には、エラーレート算出部１５６は、制御部１０２がＰＤＳＣＨを用いてユーザデータを送信した後、所定時間以内に無線端末２ＡからのＡＣＫ又はＮＡＣＫを受信した場合には、無線端末２ＡがＰＤＣＣＨを用いて伝送される制御情報を正常に受信したとみなす。この場合、エラーレート算出部１５６は、応答状態が正常であると判断する。

一方、エラーレート算出部１５６は、制御部１０２がＰＤＳＣＨを用いてユーザデータを送信した後、所定時間経過してもＡＣＫ及びＮＡＣＫの何れも受信していない場合には、無線端末２ＡがＰＤＣＣＨを用いて伝送される制御情報を正常に受信していないとみなす。この場合、エラーレート算出部１５６は、応答状態が正常ではないと判断する。

エラーレート算出部１５６は、応答状態の判定回数に対する、応答状態が正常ではないと判断した回数をエラーレートとして算出する。

変動判定部１５７は、エラーレート算出部１５６によって算出されたエラーレートが所定範囲内であるか否かを判定する。具体的には、ＰＤＣＣＨを用いて伝送される制御情報のデータ誤り率（エラーレート）の目標値（ＴＥＲ：Target Error Rate）は記憶部１０３に記憶されている。変動判定部１５７は、記憶部１０３からＴＥＲを読み出し、当該ＴＥＲとエラーレート算出部１５６によって算出されたエラーレートとの差が所定値以下であるか否かを判定する。更に、変動判定部１５７は、ＴＥＲとエラーレート算出部１５６によって算出されたエラーレートとの差が所定値を超える場合には、エラーレート算出部１５６によって算出されたエラーレートが所定範囲外であると判定する。

ＳＩＮＲ補正値設定部１５４は、変動判定部１５７によってエラーレートが所定範囲外であると判定された場合に、制御部１０２がＰＤＣＣＨを用いて送信した制御情報に対する無線端末２Ａからの応答状態を特定する。具体的には、ＳＩＮＲ補正値設定部１５４は、制御部１０２がＰＤＳＣＨを用いてユーザデータを送信した後、所定時間以内に無線端末２ＡからのＡＣＫ又はＮＡＣＫを受信した場合には、無線端末２ＡがＰＤＣＣＨを用いて伝送される制御情報を正常に受信したとみなす。この場合、ＳＩＮＲ補正値設定部１５４は、応答状態が正常であると判断する。

一方、ＳＩＮＲ補正値設定部１５４は、制御部１０２がＰＤＳＣＨを用いてユーザデータを送信した後、所定時間経過してもＡＣＫ及びＮＡＣＫの何れも受信していない場合には、無線端末２ＡがＰＤＣＣＨを用いて伝送される制御情報を正常に受信していないとみなす。この場合、ＳＩＮＲ補正値設定部１５４は、応答状態が正常ではないと判断する。

また、ＳＩＮＲ補正値設定部１５４は、無線端末２Ａが当該無線端末２Ａに対して割り当てられたＰＵＳＣＨを用いてユーザデータの送信を行っている場合には、無線端末２ＡがＰＤＣＣＨを用いて伝送されるＰＵＳＣＨの割り当て情報を正常に受信しているとみなす。この場合、ＳＩＮＲ補正値設定部１５４は、応答状態が正常であると判断する。

一方、ＳＩＮＲ補正値設定部１５４は、無線基地局１ＡがＰＤＣＣＨを用いてＰＵＳＣＨの割り当て情報を送信してから所定時間経過しても、無線端末２Ａが当該無線端末２Ａに対して割り当てられたＰＵＳＣＨを用いてユーザデータの送信を行っていない場合には、無線端末２ＡがＰＤＣＣＨを用いて伝送されるＰＵＳＣＨの割り当て情報を正常に受信していないとみなす。この場合、ＳＩＮＲ補正値設定部１５４は、応答状態が正常でないと判断する。

また、ＳＩＮＲ補正値設定部１５４は、無線端末２Ａからの無線信号の受信電力を測定する。更に、ＳＩＮＲ補正値設定部１５４は、受信電力が所定範囲内である場合には、無線端末２Ａが送信電力制御のコマンドを正常に受信し、当該送信電力制御のコマンドに従って送信電力制御を行った結果、受信電力が所定範囲内になっているものとみなす。この場合、ＳＩＮＲ補正値設定部１５４は、応答状態が正常であると判断する。

一方、ＳＩＮＲ補正値設定部１５４は、受信電力が所定範囲外である場合には、無線端末２Ａが送信電力制御のコマンドを正常に受信できず、当該送信電力制御のコマンドに従って送信電力制御を行っていないために、受信電力が所定範囲外になっているものとみなす。この場合、ＳＩＮＲ補正値設定部１５４は、応答状態が正常でないと判断する。

ＳＩＮＲ補正値設定部１５４は、正の補正値（増加幅）と負の補正値の絶対値（減少幅）との比率を設定し、当該比率に応じた正の補正値及び負の補正値を記憶部１０３に記憶させる。

具体的には、ＳＩＮＲ補正値設定部１５４は、ＰＤＣＣＨを用いて伝送される制御情報のＴＥＲを用いて、増加幅／減少幅＝ＴＥＲ／（１−ＴＥＲ）を満たすように、増加幅と減少幅との比率を設定する。例えば、ＴＥＲが１％（０．０１）である場合、増加幅：減少幅は、１：９９となる。

更に、ＳＩＮＲ補正値設定部１５４は、当該増加幅と減少幅との比率を満たすように、正の補正値と負の補正値を設定し、記憶部１０３に記憶させる。

次に、ＳＩＮＲ補正値設定部１５４は、応答状態が正常であると判断した場合には、記憶部１０３に記憶された正の補正値を選択する。一方、ＳＩＮＲ補正値設定部１５４は、応答状態が正常でないと判断した場合には、記憶部１０３に記憶された負の補正値を選択する。これにより、エラーレートが所定範囲外である場合にのみ、基準ＳＩＮＲの補正に用いられる補正値が随時更新されることになる。

更に、ＳＩＮＲ補正値設定部１５４は、選択した補正値をＳＩＮＲ推定部１５８へ出力する。

ＳＩＮＲ推定部１５８は、ＳＩＮＲ補正値設定部１５４からの正の補正値又は負の補正値を入力するとともに、記憶部１０３から基準ＳＩＮＲを読み出す。更に、ＳＩＮＲ推定部１５８は、基準ＳＩＮＲに正の補正値又は負の補正値を加算して、自セクタに対応する推定のＰＤＣＣＨの品質（推定ＰＤＣＣＨ−ＳＩＮＲ）を算出する。更に、ＳＩＮＲ推定部１５８は、推定ＰＤＣＣＨ−ＳＩＮＲを新たな基準ＳＩＮＲとして記憶部１０３に記憶させるとともに、推定ＰＤＣＣＨ−ＳＩＮＲをＰＤＣＣＨ ＡＬ決定部１６０へ出力する。

ＰＤＣＣＨ ＡＬ決定部１６０は、上述と同様、ＳＩＮＲ推定部１５８からの推定ＰＤＣＣＨ−ＳＩＮＲが良好であるほど、ＡＬが少なくなるように、当該ＡＬを決定する。ＰＤＣＣＨ割当処理部１６２は、上述と同様、自セクタ内の無線端末２Ａに対して、ＲＢ内のＰＤＣＣＨを割り当てる。この際、ＰＤＣＣＨ割当処理部１６２は、１つのＴＴＩにおけるＰＤＣＣＨ内に無線端末２Ａに対応するＤＣＩを繰り返して収容する場合の繰り返し回数が、ＰＤＣＣＨ ＡＬ決定部１６０によって決定されたＡＬとなるようにする。割り当てられたＰＤＣＣＨの情報、例えば、ＰＤＣＣＨを一意に特定可能な情報は、無線通信部１０５及びアンテナ１０７を介して無線端末２Ａへ送信される。

その後、制御部１０２は、無線端末２Ａに新たに割り当てたＰＤＣＣＨを用いて、ＰＤＳＣＨの割り当て情報、ＰＵＳＣＨの割り当て情報、及び、送信電力制御のコマンドを含んだ制御情報を、無線通信部１０５及びアンテナ１０７を介して無線端末２Ａへ送信する。

（２）無線基地局の動作
図５及び図６は、無線基地局１Ａにおける算出式を利用したＰＤＣＣＨ品質推定の動作を示すフローチャートである。

ステップＳ１０１において、無線基地局１Ａ内の制御部１０２は、無線端末２Ａからの自セクタに対応する測定Ｗ−ＣＱＩを受信する。

ステップＳ１０２において、制御部１０２は、測定Ｗ−ＣＱＩを基準ＳＩＮＲに変換する。

ステップＳ１０３において、制御部１０２は、基準ＳＩＮＲに基づく通信制御を行う。

ステップＳ１０４において、制御部１０２は、当該制御部１０２がＰＤＣＣＨを用いて送信した制御情報のエラーレートを算出する。

ステップＳ１０５において、制御部１０２は、算出したエラーレートが所定範囲内であるか否かを判定する。

エラーレートが所定範囲外である場合、ステップＳ１０６において、制御部１０２は、ＰＤＣＣＨを用いて無線端末２Ａに対して送信した制御情報に対する、当該無線端末２Ａからの応答状態を特定する。エラーレートが所定範囲内である場合については後述する。

ステップＳ１０７において、制御部１０２は、特定した応答状態が正常であるか否かを判定する。

応答状態が正常である場合、ステップＳ１０８において、制御部１０２は、ＴＥＲに応じて正の補正値を設定し、当該正の補正値を選択する。一方、応答状態が正常でない場合、ステップＳ１０９において、制御部１０２は、ＴＥＲに応じて負の補正値を設定し、当該負の補正値を選択する。

ステップＳ１１０において、制御部１０２は、ステップＳ１０８又はステップＳ１０９において選択された補正値を更新する。

ステップＳ１１０において正の補正値が更新された場合、ステップＳ１１１において、制御部１０２は、基準ＳＩＮＲに正の補正値を加算して、推定ＰＤＣＣＨ−ＳＩＮＲを算出する。一方、ステップＳ１１０において負の補正値が更新された場合、ステップＳ１１１において制御部１０２は、基準ＳＩＮＲに負の補正値を加算して、推定ＰＤＣＣＨ−ＳＩＮＲを算出する。

なお、ステップＳ１０５においてエラーレートが所定範囲内であると判定された場合、ステップＳ１１１において、制御部１０２は、基準ＳＩＮＲに過去に用いた補正値を加算して推定ＰＤＣＣＨ−ＳＩＮＲを算出する。

その後、図６に示す動作に移行し、ステップＳ１２１において、制御部１０２は、初期値としての最小のＡＬを設定する。

ステップＳ１２２において、制御部１０２は、推定ＰＤＣＣＨ−ＳＩＮＲが、現時点で設定されているＡＬに対応するＳＩＮＲを満足するか否かを判定する。

推定ＰＤＣＣＨ−ＳＩＮＲが設定されているＡＬに対応するＳＩＮＲを満足しない場合、ステップＳ１２３において、制御部１０２は、ＡＬが最大であるか否かを判定する。

ＡＬが最大でない場合、ステップＳ１２４において、制御部１０２は、ＡＬを増加させる。その後は、ステップＳ１２２における、推定ＰＤＣＣＨ−ＳＩＮＲが設定されているＡＬに対応するＳＩＮＲを満足するか否かの判定以降の動作が繰り返される。

一方、ステップＳ１２２において、推定ＰＤＣＣＨ−ＳＩＮＲが設定されているＡＬに対応するＳＩＮＲを満足すると判定された場合、又は、ステップＳ１２３において、ＡＬが最大であると判定された場合、ステップＳ１２５において、制御部１０２は、設定されているＡＬに基づいて、無線端末２Ａに対してＰＤＣＣＨを割り当てる。

（３）作用・効果
本実施形態の無線通信システム１０では、無線基地局１Ａは、当該無線基地局１Ａが形成する自セクタに対応するＰＤＣＣＨの品質（ＳＩＮＲ）が所要のレベルを満たすように送信電力制御等の通信制御を行う。このような場合には、無線基地局１Ａと無線端末２Ａとの間の伝搬環境、具体的には、無線基地局１ＡがＰＤＣＣＨを用いて送信した制御情報のエラーレートが所定範囲外である場合には、その時点におけるＰＤＣＣＨの品質（基準ＳＩＮＲ）が誤っていると考えられる。

そこで、無線基地局１Ａが、当該無線基地局１ＡがＰＤＣＣＨを用いて送信した制御情報のエラーレートが所定範囲外である場合には、基準ＳＩＮＲを補正するための補正値を更新し、当該補正値を用いて基準ＳＩＮＲを補正することによって、通信制御に必要となるＰＤＣＣＨの品質を適切に推定することが可能となる。また、無線基地局１Ａが、基準ＳＩＮＲが所定範囲外である場合にのみ、基準ＳＩＮＲを補正するための補正値を更新し、当該補正値を用いて基準ＳＩＮＲを補正するため、伝搬環境の変動が小さい場合にも、ＰＤＣＣＨの品質の推定値（推定ＰＤＣＣＨ−ＳＩＮＲ）が頻繁に変動することを防止し、更には、無線基地局１Ａの処理負担を軽減することが可能となる。

（４）その他の実施形態
本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。

例えば、制御部１０２は、エラーレート算出部１５６に代えて、干渉量測定部を備えてもよい。この場合、干渉量測定部は、無線基地局１Ｂ及び１Ｃによって形成されるセクタ（他セクタ）に対応するＰＤＣＣＨの利用率を取得する。更に、干渉量測定部は、自セクタに対応するＰＤＣＣＨがｊ番目の他セクタにおけるＰＤＣＣＨによって受ける干渉電力Ｉ_{ＰＤＣＣＨ}を、以下の式（１）を用いて算出する。

ここで、ＴｘＰｏｗｅｒ_ｊは、ｊ番目の他セクタに対応する送信電力、ＰａｔｈＬｏｓｓ_ｊは、ｊ番目の他セクタに対応する伝送損失電力、ＣｈａｎｅｌＰｏｗｅｒ_ｊは、ｊ番目の他セクタにおけるチャネルの電力をＣｈａｎｅｌＰｏｗｅｒ_ｊ、β_ｊはｊ番目の他セクタに対応するＰＤＣＣＨの利用率である。

変動判定部１５７は、干渉量が所定範囲内であるか否かを判定する。ＳＩＮＲ補正値設定部１５４は、変動判定部１５７によって干渉量が所定範囲外であると判定された場合に、制御部１０２がＰＤＣＣＨを用いて送信した制御情報に対する無線端末２Ａからの応答状態を特定し、応答状態が正常である場合には正の補正値を選択し、正常でない場合には負の補正値を選択する。

また、制御部１０２は、エラーレート算出部１５６に代えて、位置情報取得部を備えてもよい。この場合、位置情報取得部は、無線端末２Ａからの当該無線端末２Ａの位置情報を、アンテナ１０７及び無線通信部１０５を介して受信する。変動判定部１５７は、位置情報取得部によって連続して取得される無線端末２Ａの位置情報に基づいて、無線端末２Ａの移動速度を算出する。更に、変動判定部１５７は、無線端末２Ａの移動速度が所定値以上であるか否かを判定する。ＳＩＮＲ補正値設定部１５４は、変動判定部１５７によって無線端末２Ａの移動速度が所定値以上であると判定された場合に、伝搬環境が変動してＰＤＣＣＨの品質を補正する必要があると見なして、制御部１０２がＰＤＣＣＨを用いて送信した制御情報に対する無線端末２Ａからの応答状態を特定し、応答状態が正常である場合には正の補正値を選択し、正常でない場合には負の補正値を選択する。

上述した実施形態では、セル３Ａ乃至３Ｃは、複数のセクタに分割されていたが、分割されていない場合にも、同様に本発明を適用することができる。

また、制御部１０２は、ＰＤＣＣＨの利用率に応じて補正値を設定してもよい。例えば、制御部１０２は、ＰＤＣＣＨの利用率が大きいほど、正の補正値を小さくし、負の補正値の絶対値を大きくする。

このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。

本発明の通信制御方法は、無線リソースの品質を適切に推定することが可能であり、通信制御方法として有用である。

１Ａ〜１Ｃ…無線基地局、２Ａ〜２Ｃ…無線端末、３Ａ〜３Ｃ…セル、１０…無線通信システム、２０−１、２０−２…ＭＭＥ／ＳＧＷ、３０…バックボーンネットワーク、１０２…制御部、１０３…記憶部、１０４…有線通信部、１０５…受信部、１０６…送信部、１０７…アンテナ、１５２…Ｗ−ＣＱＩ／ＳＩＮＲ変換部、１５４…ＳＩＮＲ補正値設定部、１５６…エラーレート算出部、１５７…変動判定部、１５８…ＳＩＮＲ推定部、１６０…ＰＤＣＣＨ ＡＬ決定部、１６２…ＰＤＣＣＨ割当処理部

Claims (9)

1. 所定のセル又はセクタを形成し、前記所定のセル又はセクタに対応する無線リソースが、制御情報伝送用の無線リソースとユーザデータ伝送用の無線リソースとにより構成されており、前記無線リソースを無線端末に割り当てて前記無線端末との間で通信を行う無線基地局であって、
   前記制御情報伝送用の無線リソースの品質の推定値を導出する推定部と、
   前記無線端末との間の伝搬環境が所定の条件を満たさない場合に、前記制御情報伝送用の無線リソースの品質の推定値を補正する補正部と
   を備える無線基地局。
2. 前記補正部は、前記制御情報伝送用の無線リソースを用いて伝送されるデータの誤り率が第１の所定範囲を外れた場合に、前記制御情報伝送用の無線リソースの品質の推定値を補正する請求項１に記載の無線基地局。
3. 前記補正部は、前記制御情報伝送用の無線リソースの干渉量が第２の所定範囲を外れた場合に、前記制御情報伝送用の無線リソースの品質の推定値を補正する請求項１又は２に記載の無線基地局。
4. 前記制御情報伝送用の無線リソースの干渉量は、他の無線基地局によって形成されるセル又はセクタである他セル又は他セクタに対応する前記制御情報伝送用の無線リソースの利用率に基づいて算出される請求項３に記載の無線基地局。
5. 前記補正部は、前記無線端末の移動速度が所定値以上である場合に、前記制御情報伝送用の無線リソースの品質の推定値を補正する請求項１乃至４の何れかに記載の無線基地局。
6. 前記補正部は、前記制御情報伝送用の無線リソースを用いて伝送されるデータの誤り率の目標値に基づいて、前記制御情報伝送用の無線リソースの品質の推定値を増加させる場合の補正値と減少させる場合の補正値との比率を決定する請求項１乃至５の何れかに記載の無線基地局。
7. 前記推定部は、前記制御情報伝送用の無線リソースの品質の基準値に基づいて、前記制御情報伝送用の無線リソースを用いて前記無線端末へ送信される制御情報に対する、前記無線端末からの応答の状態に応じて、前記基準値を補正した値を前記制御情報伝送用の無線リソースの品質の推定値とする請求項１乃至６の何れかに記載の無線基地局。
8. 前記推定部は、前記無線端末が正常に応答しない場合に、前記基準値よりも低い値を前記制御情報伝送用の無線リソースの品質の推定値とし、前記無線端末が正常に応答した場合に、前記基準値よりも高い値を前記制御情報伝送用の無線リソースの品質の推定値とする請求項７に記載の無線基地局。
9. 所定のセル又はセクタを形成し、前記所定のセル又はセクタに対応する無線リソースが、制御情報伝送用の無線リソースとユーザデータ伝送用の無線リソースとにより構成されており、前記無線リソースを無線端末に割り当てて前記無線端末との間で通信を行う通信制御方法であって、
   前記無線基地局が、前記制御情報伝送用の無線リソースの品質の推定値を導出するステップと、
   前記無線基地局が、前記無線端末との間の伝搬環境が所定の条件を満たさない場合に、前記制御情報伝送用の無線リソースの品質の推定値を補正するステップと
   を備える通信制御方法。

Images