JP2011066771A5 - - Google Patents

Description

移動局装置、送信電力調整方法および通信システム

本発明は、無線通信における送信電力制御を実施する移動局装置、送信電力調整方法および通信システムに関する。

第３．９世代の携帯電話の無線通信システムであるＬＴＥ(Long Term Evolution)のアップリンク（移動局装置から基地局装置への通信）では、周波数分割多元接続（FDMA）によりセルラ内の複数の移動局装置が基地局装置へ同時にデータを送信することを可能としている。基地局装置では、複数の移動局装置から同時に送信されたデータを受信する必要があるため、各移動局装置からの受信電力を等しくすることで受信処理をより容易にする送信電力制御（TPC:Transmit Power Control）が用いられている。送信電力制御では、隣接基地局装置への干渉を制御することを目的としても使用されている。（非特許文献１）

ＬＴＥシステムのＴＰＣでは、移動局装置で判断するオープンループのＴＰＣと基地局装置から制御されるクローズドループのＴＰＣが存在する。オープンループのＴＰＣには、移動局装置が基地局装置から送信される既知信号の送信電力と実際に受信した電力から計算するパスロスがある。それに対し、クローズドループのＴＰＣでは、基地局装置において受信された電力の過不足を移動局装置へ通知している。移動局装置へＴＰＣの情報を通知するタイミングは、制御情報として定期的に通知することへ加え、移動局装置へアップリンクに用いる帯域の割り当てを行なう制御情報にも付加され、通知される。

ところで、最近ではＬＴＥシステムをより発展させた第４世代の無線通信システムであるＬＴＥ−Ａ（LTE-Advanced、IMT-Aなどとも称する。）の標準化が行なわれている。ＬＴＥ−Ａシステムのアップリンクでは、ＬＴＥとの後方互換性を重視し、ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ（Discrete Fourier Transform Spread Orthogonal Frequency Division Multiplexing、SC-FDMAとも称される）をサポートし、さらにスループットを改善することができるＣｌｕｓｔｅｒｅｄ ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ（ダイナミックスペクトル制御（DSC:Dynamic Spectrum Control）、DFT-S-OFDM with SDC（Spectrum Division Control）とも呼称される。）が採用されている。

Ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭは、使用可能な帯域から伝搬路利得の高い周波数を選択し、スペクトルを離散的に配置することから、周波数選択ダイバーシチ効果を得ることができる。スペクトルを離散的に配置する場合には、１２サブキャリアをグループ化したリソースブロック（Resource Block）の整数倍で割り当て可能となり、スペクトルを分割したクラスタを割り当てる。クラスタを構成するリソースブロック数が少ないほど周波数選択ダイバーシチの効果が高くなる。

3GPP TS 36.213 (V8.7.0)"Evolved Universal Terrestrial RadioAccess(E-UTRA) Physical layer procedures"

しかしながら、Ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭは、ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭより周波数選択ダイバーシチの効果が得られる分、少ない電力で送信しても所望の通信品質を確保できる。そのため、現在ＬＴＥ−Ａシステムで検討されているＣｌｕｓｔｅｒｅｄ ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭとＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭを切り替える場合には、ＬＴＥシステムの周波数選択ダイバーシチの効果を考慮しないＴＰＣをそのまま適用すると、アクセス方式の切り替え時に基地局装置で必要とする受信電力が得られないことや移動局装置が不必要に多くの電力を使用する問題が生じる。

本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、周波数選択ダイバーシチの効果が異なるアクセス方式を切り替えた場合に、周波数選択ダイバーシチの効果を考慮し、移動局装置が用いるアクセス方式で所望の通信品質を満たす送信電力に制御する移動局装置、送信電力調整方法および通信システムを提供することを目的とする。

（１）上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明の移動局装置は、基地局装置によって割り当てられる２以上のサブキャリアで構成されるリソースブロックを用いて通信を行う移動局装置において、使用するリソースブロックの数と前記基地局装置によって割り当て可能なリソースブロックの数とに基づいて、データを送信する送信電力を調整する制御部を備えることを特徴とする。
また、本発明の移動局装置は、前記基地局装置からアクセス方式に関する制御情報を受信する受信部を備えることを特徴とする。
また、本発明の移動局装置が受信する前記アクセス方式に関する制御情報は、周波数領域の信号を連続的な周波数帯域に割り当てる第１のアクセス方式又は該周波数領域の信号を離散的な周波数帯域に割り当てる第２のアクセス方式であることを特徴とする。
また、本発明の移動局装置の受信部が、前記第２のアクセス方式に関する制御情報を受信する場合、前記制御部は、前記基地局装置によって割り当て可能なリソースブロックの数に対する前記使用するリソースブロックの数に基づいて、前記送信電力を調整すること特徴とする。
また、本発明の移動局装置は、前記基地局装置によって割り当て可能なリソースブロックの数が一定の場合、前記制御部は、前記使用するリソースブロックの数が小さい程、前記送信電力が小さくなるように調整し、前記使用するリソースブロックの数が一定の場合、前記基地局装置によって割り当て可能なリソースブロックの数が大きい程、前記送信電力が小さくなるように調整することを特徴とする。
また、本発明の移動局装置の制御部は、オープンループの制御により、前記送信電力を調整することを特徴とする。
また、本発明の送信電力調整方法は、基地局装置によって割り当てられる２以上のサブキャリアで構成されるリソースブロックを用いてデータを送信する際の送信電力を調整する送信電力調整方法において、前記データを送信する際に使用するリソースブロックの数と前記基地局装置によって割り当て可能なリソースブロックの数とに基づいて、前記送信電力を調整するステップを少なくとも含むことを特徴とする。
また、本発明の通信システムは、移動局装置と基地局装置とから構成される通信システムであって、前記移動局装置は、使用するリソースブロックの数と前記基地局装置によって割り当て可能なリソースブロックの数とに基づいて、データを送信する送信電力を調整して送信し、前記基地局装置は、前記移動局装置から前記データを受信することを特徴とする。
また、無線通信システムは、複数種類のアクセス方式を使用可能な通信制御装置および通信端末装置が、いずれかのアクセス方式を用いて無線通信を行なう無線通信システムであって、前記通信制御装置は、アクセス方式を変更する必要が発生した場合、変更後のアクセス方式を決定し、前記通信端末装置に対して、変更前のアクセス方式から前記決定したアクセス方式に切り替える通知を行なうと共に、前記決定したアクセス方式の通信特性に応じた送信電力制御を行なうことを特徴とする。

このように、通信制御装置が、決定したアクセス方式の通信特性に応じた送信電力制御を行なうので、アクセス方式等の切り替え時に送信電力の不足や必要以上の送信電力でデータ送信をしてしまうことを回避することができる。

（２）また、本発明の無線通信システムにおいて、前記複数種類のアクセス方式には、周波数領域の信号を連続的な周波数帯域に割り当てる第１のアクセス方式と、周波数領域の信号を離散的な周波数帯域に割り当てる第２のアクセス方式とが含まれ、前記通信制御装置は、前記第２のアクセス方式において、離散的に割り当てる周波数帯域幅に応じて、前記通信端末装置に対して通知する制御信号により送信電力の制御する量を変更することを特徴とする。

このように、通信制御装置は、第２のアクセス方式において、離散的に割り当てる周波数帯域幅に応じて、前記通信端末装置に対して通知する制御信号により送信電力の制御する量を変更するので、アクセス方式を切り替える場合に周波数選択ダイバーシチの効果をクローズドループＴＰＣに反映することができる。また、ＴＰＣの通知回数を増やすことなく、アクセス方式の切り替えやクラスタを構成するリソースブロック数、スペクトルの分割数を変更したとしても適正な送信電力制御が可能となる。

（３）また、本発明の無線通信システムは、前記複数種類のアクセス方式には、周波数領域の信号を連続的な周波数帯域に割り当てる第１のアクセス方式と、周波数領域の信号を離散的な周波数帯域に割り当てる第２のアクセス方式とが含まれ、前記通信端末装置は、通信端末装置毎に予め決められた送信電力の算出方法を用いて送信電力を決定する機能を有し、前記第２のアクセス方式において、離散的に割り当てる周波数帯域幅に応じて、送信電力の算出方法を変更することを特徴とする。

このように、通信端末装置は、第２のアクセス方式において、離散的に割り当てる周波数帯域幅に応じて、例えばオープンループＴＰＣの算出方法を変更することができるので、アクセス方式を切り替える場合に周波数選択ダイバーシチの効果をオープンループＴＰＣに反映することができる。また、ＴＰＣの通知回数を増やすことなく、アクセス方式の切り替えやクラスタを構成するリソースブロック数、スペクトルの分割数を変更したとしても適正な送信電力制御が可能となる。

（４）また、本発明の無線通信システムにおいて、前記離散的に割り当てる周波数帯域幅のうち、最も狭い帯域幅に応じて送信電力制御を行なうことを特徴とする。

周波数領域の信号を離散的な周波数帯域に割り当てる場合、隣接する周波数帯域の伝搬路に相関があることから、周波数領域で分割した信号が隣接する周波数帯域に割り当てられ、離散的に割り当てる周波数帯域幅が一定でない場合もある。このように、離散的に割り当てる周波数帯域幅が異なる場合であっても、周波数選択ダイバーシチの効果は周波数領域で分割した信号の帯域幅で決まるため、最も狭い帯域幅に応じて送信電力制御を行なうことで、伝搬品質を維持しつつ、周波数ダイバーシチの効果を反映することができる。

（５）また、本発明の無線通信システムにおいて、前記第２のアクセス方式において、周波数領域の信号を離散的な周波数帯域に割り当てる場合のスペクトルの分割数に応じて送信電力制御を行なうことを特徴とする。

このように、第２のアクセス方式において、周波数領域の信号を離散的な周波数帯域に割り当てる場合のスペクトルの分割数に応じて送信電力制御を行なうので、クラスタの分割数の増加に伴うピーク電力の増大を考慮した送信電力制御が可能となり、伝搬品質を維持しつつ、周波数ダイバーシチの効果を反映することができる。

（６）また、本発明の無線通信システムにおいて、前記通信端末装置の移動速度に応じて送信電力制御を行なうことを特徴とする。

このように、通信端末装置の移動速度に応じて送信電力制御を行なうので、通信端末装置が高速移動している場合でも、伝搬路の時変動による影響を考慮した周波数選択ダイバーシチの効果を反映することができる。

（７）また、本発明の無線通信システムにおいて、前記通信制御装置は、前記通信端末装置が、伝搬路推定のために用いる既知信号を送信した後、データの送信を開始するまでの所要時間に応じて送信電力制御を行なうことを特徴とする。

このように、通信端末装置が、伝搬路推定のために用いる既知信号を送信した後、データの送信を開始するまでの所要時間に応じて送信電力制御を行なうので、伝搬路推定用の参照信号であるＳＲＳ（Sounding Reference Signal）を送信してから通信端末装置がデータ送信するまでの時間の長さによる、伝搬路の時変動による影響を考慮した周波数選択ダイバーシチの効果を反映することができる。

（８）また、本発明の無線通信システムにおいて、前記通信制御装置は、前記通信端末装置が使用する周波数帯域幅と、前記通信制御装置が割り当て可能な周波数帯域幅とに応じて送信電力制御を行なうことを特徴とする。

このように、通信制御装置は、通信端末装置が使用する周波数帯域幅と、通信制御装置が割り当て可能な周波数帯域幅とに応じて送信電力制御を行なうので、通信制御装置が割り当て可能なリソースブロック数に対して通信端末装置が使用するリソースブロック数が多くなり、伝搬路の悪いリソースブロックにも割り当てる必要がある場合も考慮し、周波数選択ダイバーシチ効果の低下分も反映した利得を送信電力制御に反映することができる。

（９）また、本発明の無線通信システムにおいて、前記通信制御装置は、前記通信端末装置が送信ダイバーシチを実施する場合は、前記通信端末装置が使用する送信アンテナ数に応じて送信電力制御を行なうことを特徴とする。

このように、通信制御装置は、通信端末装置が送信ダイバーシチを実施する場合は、通信端末装置が使用する送信アンテナ数に応じて送信電力制御を行なうので、送信ダイバーシチの適用による周波数選択ダイバーシチ効果の低下を考慮した送信電力制御をすることができる。

（１０）また、本発明の無線通信システムにおいて、前記通信制御装置は、前記通信端末装置がＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output）を実施する場合は、前記通信端末装置が使用する送信アンテナ数に応じて送信電力制御を行なうことを特徴とする。

このように、通信制御装置は、通信端末装置がＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output）を実施する場合は、通信端末装置が使用する送信アンテナ数に応じて送信電力制御を行なうので、ＭＩＭＯの適用による周波数選択ダイバーシチ効果の低下を考慮した送信電力制御をすることができる。

（１１）また、本発明の無線通信システムにおいて、前記通信制御装置は、前記通信端末装置がＭＩＭＯを実施する場合は、使用する受信アンテナ数に応じて送信電力制御を行なうことを特徴とする。

このように、通信制御装置は、通信端末装置がＭＩＭＯを実施する場合は、使用する受信アンテナ数に応じて送信電力制御を行なうので、ＭＩＭＯの適用による周波数選択ダイバーシチ効果の低下を考慮した送信電力制御をすることができる。

（１２）また、本発明の通信制御装置は、複数種類のアクセス方式を使用可能な通信制御装置および通信端末装置が、いずれかのアクセス方式を用いて無線通信を行なう無線通信システムに適用される通信制御装置であって、アクセス方式を変更する必要が発生した場合、変更後のアクセス方式を決定し、前記通信端末装置に対して、変更前のアクセス方式から前記決定したアクセス方式に切り替える通知を行なうと共に、前記決定したアクセス方式の通信特性に応じた送信電力制御を行なうことを特徴とする。

このように、通信制御装置が、決定したアクセス方式の通信特性に応じた送信電力制御を行なうので、通信端末装置は、アクセス方式等の切り替え時に送信電力の不足や必要以上の送信電力でデータ送信をしてしまうことを回避することができる。

（１３）また、本発明の通信制御装置において、前記複数種類のアクセス方式には、周波数領域の信号を連続的な周波数帯域に割り当てる第１のアクセス方式と、周波数領域の信号を離散的な周波数帯域に割り当てる第２のアクセス方式とが含まれ、前記第２のアクセス方式において、離散的に割り当てる周波数帯域幅に応じて、制御信号により送信電力の制御する量を変更して通知することを特徴とする。

このように、通信制御装置は、第２のアクセス方式において、離散的に割り当てる周波数帯域幅に応じて、制御信号により送信電力の制御する量を変えて通知するので、アクセス方式を切り替える場合に周波数選択ダイバーシチの効果をクローズドループＴＰＣに反映することができる。また、ＴＰＣの通知回数を増やすことなく、アクセス方式の切り替えやクラスタを構成するリソースブロック数、スペクトルの分割数を変更したとしても適正な送信電力制御が可能となる。

（１４）また、本発明の通信端末装置は、複数種類のアクセス方式を使用可能な通信制御装置および通信端末装置が、いずれかのアクセス方式を用いて無線通信を行なう無線通信システムに適用される通信端末装置であって、前記複数種類のアクセス方式には、周波数領域の信号を連続的な周波数帯域に割り当てる第１のアクセス方式と、周波数領域の信号を離散的な周波数帯域に割り当てる第２のアクセス方式とが含まれ、通信端末装置毎に予め決められた送信電力の算出方法を用いて送信電力を決定する機能を有し、前記第２のアクセス方式において、離散的に割り当てる周波数帯域幅に応じて、送信電力の算出方法を変更することを特徴とする。

このように、通信端末装置は、第２のアクセス方式において、離散的に割り当てる周波数帯域幅に応じて、送信電力の算出方法を変更するので、アクセス方式を切り替える場合に周波数選択ダイバーシチの効果をオープンループＴＰＣに反映することができる。また、ＴＰＣの通知回数を増やすことなく、アクセス方式の切り替えやクラスタを構成するリソースブロック数、スペクトルの分割数を変更したとしても適正な送信電力制御が可能となる。

（１５）また、本発明の通信制御装置の制御プログラムは、複数種類のアクセス方式を使用可能な通信制御装置および通信端末装置が、いずれかのアクセス方式を用いて無線通信を行なう無線通信システムに適用される通信制御装置の制御プログラムであって、アクセス方式を変更する必要が発生したかどうかを判定する処理と、前記判定の結果、アクセス方式を変更する必要が発生した場合、変更後のアクセス方式を決定する処理と、前記通信端末装置に対して、変更前のアクセス方式から前記決定したアクセス方式に切り替える通知を行なう処理と、前記決定したアクセス方式の通信特性に応じた送信電力制御を行なう処理と、を含む一連の処理を、コンピュータに読み取り可能および実行可能にコマンド化したことを特徴とする。

このように、通信制御装置は、決定したアクセス方式の通信特性に応じた送信電力制御を行なうので、アクセス方式等の切り替え時に送信電力の不足や必要以上の送信電力でデータ送信をしてしまうことを回避することができる。

本発明を適用することにより、アクセス方式を切り替えても移動局装置が必要以上の送信電力を使用することや送信電力の不足による誤り率の高くなることを抑制できる。また、従来のＬＴＥシステムからＴＰＣコマンドの通知回数を増やさずに、周波数選択ダイバーシチを考慮したＴＰＣを実現できる。

本発明の実施形態に係る送信装置である移動局装置（通信端末装置）の一例を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る基地局装置の簡単なブロック図を示す。 従来のＬＴＥシステムでのＴＰＣを通知するタイミングを示す。 本発明の実施形態において、ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭのアクセス方式を用いた場合のリソースブロックを示す図である。 本発明の実施形態において、Ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭのアクセス方式を用いた場合のリソースブロックを示す図である。 本発明の第３の実施形態において、基地局装置が割り当て可能なリソースブロックが第１のＲＢ〜第１２のＲＢであり、リソースブロック数１２とし、移動局装置が使用するリソースブロック数５の場合を示す。 本発明の第３の実施形態において、基地局装置が割り当て可能なリソースブロックが第１のＲＢ〜第１２のＲＢであり、リソースブロック数１２とし、移動局装置が使用するリソースブロック数９の場合を示す。 本発明の第４の実施形態に係る送信装置である移動局装置の一例を示すブロック図である（送信ダイバーシチを適用）。 本発明の第４の実施形態に係る基地局装置の簡単なブロック図を示す。 本発明の第４の実施形態に係る送信装置である移動局装置の一例を示すブロック図である（ＭＩＭＯを適用）。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。以下の実施形態において、周波数選択ダイバーシチの効果が得られるアクセス方式をＣｌｕｓｔｅｒｅｄ ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭとしているが、帯域を離散的に使用可能なマルチキャリア伝送であるＯＦＤＭでも本質的に同一の送信電力制御方法であれば、本発明と同様とする。また、本実施形態では、通信端末装置を移動局装置とし、通信制御装置を基地局装置として説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る送信装置である移動局装置（通信端末装置）の一例を示すブロック図である。ただし、本発明を説明するのに必要な最小限のブロック図としている。移動局装置では、送信データが符号部１０１に入力され、誤り訂正符号を施す。符号ビットは、変調部１０２において、ＱＰＳＫ（QuaternaryPhase Shift Keying；四相位相偏移変調）、１６ＱＡＭ（16 Quadrature Amplitude Modulation；１６直交振幅変調）などの変調シンボルへ変調され、ＤＦＴ部１０３で周波数領域の信号に変換される。送信データ配置部１０４では、基地局装置（通信制御装置）から通知された制御情報に示されている帯域の割り当て情報を基に周波数信号を割り当てる。制御情報で割り当てられた帯域が連続的な帯域の場合は、ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭであり、離散的な帯域の場合はＣｌｕｓｔｅｒｅｄ ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭのアクセス方式が用いられることになる。送信データ配置部１０４から出力された信号は、ＩＤＦＴ部１０５により時間領域の信号に変換され、参照信号多重部１０６で参照信号が多重され、送信アンテナから送信される。

図２は、本発明の実施形態に係る基地局装置の簡単なブロック図を示す。基地局装置では、移動局装置から送信された信号を受信アンテナで受信し、受信処理部２０１に入力される。受信処理により得られた信号は、受信電力推定部２０２と伝搬路推定部２０４に入力される。受信電力推定部２０２では、受信電力を推定し、移動局装置に通知するＴＰＣを決定する。ＴＰＣ制御情報生成部２０３では、受信電力推定部で決定されたＴＰＣの制御情報を生成する。一方、伝搬路推定部２０４では、受信処理により得られた既知の参照信号により伝搬路を推定し、伝搬路情報を帯域割当決定部２０５に入力する。伝搬路情報により、帯域割当決定部２０５で決定した帯域の割り当て情報は、制御情報生成部２０６に入力される。制御情報生成部２０６は、帯域割り当て情報とＴＰＣの制御情報から移動局装置に通知する制御情報を生成し、アンテナから送信される。ＴＰＣを定期的に送信するような帯域割り当て情報がない場合は、ＴＰＣ制御情報生成部２０３の制御情報のみをアンテナから送信する。

図３は、従来のＬＴＥシステムでのＴＰＣを通知するタイミングを示す。本図は、横軸を時間とし、第１のＴＰＣ〜第５のＴＰＣを移動局装置にＴＰＣを通知するタイミングとする。移動局装置へ通知されるＴＰＣは、第１、第２、第４、第５のＴＰＣのような定期的に通知されるものと、第３のＴＰＣのようなリソースブロックの割り当てと同時に通知されるものが存在する。これらのタイミングで通知されるＴＰＣがクローズドループＴＰＣとして、送信電力に反映される。

次にＬＴＥシステムにおける移動局装置の送信電力を式（１）に示す。

式（１）において、ＴＸ_ＯＰは移動局装置が判断するオープンループＴＰＣであり、ＴＸ_ＣＬは図３のタイミングで通知されるクローズドループＴＰＣである。また、Ｍｉｎは｛｝内で小さい値を選ぶものとする。

クローズドループＴＰＣで通知する方法には、ＴＸ_ＣＬに対する差分を通知する方法と移動局装置の送信電力に対する差分を通知する２通りの方法がある。ＴＸ_ＣＬに対する差分を通知する場合には、ＴＰＣで通知される値が加算されていく。例えば、ＴＰＣの通知前のＴＸ_ＣＬ＝Ｔの場合に、ＴＰＣによりＴ₀（dB）、Ｔ₁（dB）、…、Ｔ_ｎ（dB）と通知を受けた場合、ＴＸ_ＣＬは式（２）の様に加算されていく。

この場合のＬＴＥシステムにおけるＴＰＣは２ビットの制御情報で通知され、４種類の送信電力を増減する値が存在する。この制御情報と送信電力の増減は、表１の様に決められている。

移動局装置の送信電力に対する差分をＴＰＣとして通知する場合は、移動局装置の送信電力から通知されたＴＰＣの差分を反映した値となるようにＴＸ_ＣＬが決定される。例えば、移動局装置の送信電力であるＴＸ_{ＰＯＷＥＲ}が式（１）で決定されている場合に、ＴＰＣによりＴ_１（dB）の通知を受けると、式（３）を満たすようなＴＸ_ＣＬが適用される。

この場合のＬＴＥシステムにおけるＴＰＣにおいても２ビットの制御情報で通知され、表２の様に決められている。

［第１の実施形態］
本実施形態では、アクセス方式を切り替える場合に周波数選択ダイバーシチの効果をクローズドループＴＰＣに反映するＴＰＣの一例について説明する。

図４ａは、本発明の実施形態において、ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭのアクセス方式を用いた場合のリソースブロックを示す図である。連続的にリソースブロックを割り当てられるため、伝搬路の悪いリソースブロックも使用することでシンボル間干渉が生じ、特性が劣化する。

図４ｂは、本発明の実施形態において、Ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭのアクセス方式を用いた場合のリソースブロックを示す図である。伝搬路の良いリソースブロックのみを選択して、分割したスペクトルを配置するため、ＩＳＩ（シンボル間干渉）の影響が少なくなり、良好な特性が得られる。このアクセス方式では、クラスタの分割数が増えるほどピーク電力が増加してしまうことから、セルエッジ等の高い送信電力を必要とする場合には、ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭが適している。そのため、ＬＴＥ−Ａシステムでは、移動局装置の伝搬路や移動速度やセル内の位置によりＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭとＣｌｕｓｔｅｒｅｄ ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭを切り替えて使用することが想定される。また、Ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭにおいては、クラスタのサイズやスペクトルの分割数なども動的に制御することが考えられる。Ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭのクラスタサイズと周波数選択ダイバーシチの効果を表３に示す。

ただし、Ｎ_{ＵＳＥＤＲＢ}は移動局装置がデータ送信に使用するリソースブロック数とし、クラスタを構成するリソースブロック数がＮ_{ＵＳＥＤＲＢ}である場合は、スペクトルを分割しないためＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭでデータ送信することを意味する。また、クラスタを構成するリソースブロック数が少ないほど周波数選択ダイバーシチの効果が得られ、少ない送信電力で良好な通信品質が得られることから、Ｘ_１＞Ｘ_２＞Ｘ_３＞Ｘ_４の関係が成り立つ。また、表３ではクラスタを構成するリソースブロック数で本例の説明をしているが、スペクトルの分割数により周波数選択ダイバーシチの効果を示しても良い。

リソースブロックの割り当ての通知により周波数選択ダイバーシチ効果が変わる切り替えが行なわれる場合、例えば図３の第３のＴＰＣでリソースブロックを連続的な割り当てから離散的な割り当てへ変更、もしくは離散的な割り当てから連続的な割り当てに変更やクラスタサイズが変更された場合に、周波数選択ダイバーシチの効果をクローズドループＴＰＣに反映する。表１と表２の場合においては、表４の様に制御する。

ただし、iは、アクセス方式切り替え後のクラスタを構成するリソースブロックの数であり、ｊはアクセス方式切り替え前のクラスタを構成するリソースブロックの数とする。Ｘ_ｉ、Ｘ_jは周波数選択ダイバーシチの効果を示す正の値とし、Ｘ_ｉjは次式で定義される。

本例では、ＬＴＥシステムのＴＰＣに対して、周波数選択ダイバーシチの効果分を反映する形にしたが、ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭのＴＰＣがＬＴＥと同じでない場合にも本実施形態は適用可能である。

伝搬路の利得が完全に推定できる場合においては、周波数選択ダイバーシチの効果が最大限得られるが、移動局装置が高速移動している場合には伝搬路の時変動が大きくなり、伝搬路の推定誤差からダイバーシチ効果が低下する。そのため、移動局装置の移動速度も考慮した表５のようにＴＰＣを行なっても良い。

ただし、Ｍ_SPEEDは移動局装置の移動速度による周波数選択ダイバーシチ効果の劣化分であり、正の値とする。周波数選択ダイバーシチ効果がより高いアクセス方式に切り替えた場合は−Ｘ_ｉj＋Ｍ_SPEED≦０となり、周波数選択ダイバーシチ効果がより低いアクセス方式に切り替えた場合は−Ｘ_ｉj＋Ｍ_SPEED≧０となる。

伝搬路の時変動による伝搬路推定誤差は、移動局装置の移動速度以外にも伝搬路推定用の参照信号であるＳＲＳ（Sounding Refernce Signal）を送信後、移動局装置がデータ送信するまでの時間の長さによっても影響がでてくる。そのため、伝搬路推定からデータ送信までのオーバヘッドを考慮した表６のＴＰＣを行なっても良い。

ただし、Ｔ_ＯＨは移動局装置の移動速度と伝搬路推定からデータ送信までのオーバヘッドによる周波数選択ダイバーシチの劣化分であり、正の値とする。周波数選択ダイバーシチ効果がより高いアクセス方式に切り替えた場合は−Ｘ_ｉj＋Ｔ_ＯＨ≦０となり、周波数選択ダイバーシチ効果がより低いアクセス方式に切り替えた場合は−Ｘ_ｉj＋Ｔ_ＯＨ≧０となる。

本実施形態では、ＬＴＥシステムと同じタイミングでクローズドループＴＰＣ通知をする場合に、アクセス方式の切り替えが発生した時のみ移動局装置で受信した制御情報をデータ送信に用いるアクセス方式の周波数選択ダイバーシチの効果を反映した値に変換して適用する。そのため、ＴＰＣの通知回数を増やすことなく、アクセス方式の切り替えやクラスタを構成するリソースブロック数、スペクトルの分割数を変更したとしても適正な送信電力制御を可能とする。そのため、アクセス方式等の切り替え時に送信電力の不足や必要以上の送信電力でデータ送信をしてしまうことを回避することができる。

本例では、クラスタのリソースブロック数を４までとしているが、５以上でも同様に周波数選択ダイバーシチの効果をＴＰＣに反映しても良い。また、本実施形態では、クラスタを構成するリソースブロック数を一定としているが、クラスタ毎にサイズが異なる場合にも適用可能である。クラスタの中で最も少ないリソースブロック数で構成されるクラスタから周波数選択ダイバーシチの効果を決定しても良いし、すべてのクラスタのリソースブロック数を平均した値を用いて、周波数選択ダイバーシチの効果を決定しても良い。

［第２の実施形態］
本実施形態では、アクセス方式を切り替える場合に周波数選択ダイバーシチの効果をオープンループＴＰＣに反映するＴＰＣの一例について説明する。

式（１）のオープンループＴＰＣであるＴＸ_ＯＰでは、使用するリソースブロック数やパスロス等が含まれている。さらにオープンループＴＰＣに周波数選択ダイバーシチの効果を追加し、式（５）のＴＰＣを行なうことで、アクセス方式の切り替え時にも適切な電力制御が可能となる。

ただし、iは、クラスタを構成するリソースブロックの数であり、Ｘ_ｉは周波数選択ダイバーシチの効果を示す正の値とする。また、Ｘ_ｉはＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭの場合にはゼロとする。

式（５）では、オープンループＴＰＣが（ＴＸ_ＯＰ−Ｘ_ｉ）としたが、移動局装置の移動速度を反映し、式（６）としても良い。

ただし、Ｍ_SPEEDは移動局装置の移動速度による周波数選択ダイバーシチ効果の劣化分であり、正の値とする。また、伝搬路推定とデータ送信のオーバヘッドを考慮した式（７）としても良い。

ただし、Ｔ_ＯＨは移動局装置の移動速度と伝搬路推定からデータ送信までのオーバヘッドによる周波数選択ダイバーシチの劣化分であり、正の値とする。本実施形態の例では、周波数選択ダイバーシチの効果をクラスタのサイズで示したが、スペクトルの分割数により周波数選択ダイバーシチの効果を定義して良い。

本実施形態では、オープンループＴＰＣに周波数選択ダイバーシチの効果を反映することで、ＬＴＥシステムからＴＰＣの通知回数を増やすことなく、アクセス方式の切り替えやクラスタを構成するリソースブロック数、スペクトルの分割数を変更したとしても適正な送信電力制御を可能とする。そのため、アクセス方式等の切り替え時に送信電力の不足や必要以上の送信電力でデータ送信をしてしまうことを回避することができる。

［第３の実施形態］
本実施形態では、周波数選択ダイバーシチ効果をクラスタを構成するリソースブロック数だけで決定するのではなく、移動局装置が使用する全リソースブロック数と基地局装置が割り当て可能なリソースブロック数も考慮して決定する一例について説明する。

前実施形態では、クラスタを構成するリソースブロック数がより少ないほど、スペクトルを分割した周波数領域の信号をより良い伝搬路に割り当て可能になることから、表３のようにクラスタを構成するリソースブロック数により周波数選択ダイバーシチ効果を一意に決定する例について説明した。しかしながら、基地局装置が割り当て可能なリソースブロック数に対して、移動局装置が使用するリソースブロック数が多くなると、伝搬路の悪いリソースブロックにも割り当てる必要があるため、周波数選択ダイバーシチ効果が低下する。そのため、基地局装置が割り当て可能なリソースブロック数や移動局装置が使用するリソースブロック数も考慮することにより、より正確な周波数選択ダイバーシチの効果を送信電力制御に反映することができる。

図５ａは、本発明の第３の実施形態において、基地局装置が割り当て可能なリソースブロックが第１のＲＢ〜第１２のＲＢであり、リソースブロック数１２とし、移動局装置が使用するリソースブロック数５の場合を示す。

図５ｂは、本発明の第３の実施形態において、基地局装置が割り当て可能なリソースブロックが第１のＲＢ〜第１２のＲＢであり、リソースブロック数１２とし、移動局装置が使用するリソースブロック数９の場合を示す。図５ａでは、移動局装置が使用するリソースブロックが少ない例であり、伝搬路利得が比較的高いリソースブロックの第１のＲＢ、第３のＲＢ、第８のＲＢ、第１０のＲＢ、第１２のＲＢが割り当てられている。それに対し、図５ｂの移動局装置が使用するリソースブロックが多い例では、伝搬路の悪い第４のＲＢ、第６のＲＢ、第９のＲＢ等にも割り当てが行なわれるため、周波数選択ダイバーシチの効果が低下し、シンボル間干渉により特性が劣化する。

周波数選択ダイバーシチ効果をより正確に送信電力制御に反映するために、基地局装置が割り当て可能なリソースブロック数と移動局装置が使用するリソースブロック数を考慮した式（８）としても良い。

ただし、Ｘ_ｉは、クラスタを構成するリソースブロック数をｉとした場合の周波数選択ダイバーシチの効果とする。ｓは移動局装置が使用するリソースブロック数とし、ｔは基地局装置が割り当てることができるリソースブロック数であり、Ｎ(ｓ,ｔ)は割り当て可能な帯域幅に対して、移動局装置が使用する帯域幅から求められる周波数選択ダイバーシチ効果の劣化分とする。

第１の実施形態、第２の実施形態のクローズドループＴＰＣやオープンループＴＰＣに、Ｘ_ｉの代わりに式（８）のＸ_{ｉ_RB}を適用することにより、移動局装置の使用するリソースブロック数を考慮した送信電力制御が可能となる。

本実施形態を適用することにより、アクセス方式の切り替えやクラスタを構成するリソースブロック数、スペクトルの分割数、移動局装置の使用するリソースブロック数を考慮したオープンループＴＰＣやクローズドループＴＰＣが可能となる。そのため、アクセス方式等の切り替え時に送信電力の不足や必要以上の送信電力でデータ送信をしてしまうことを回避することができる。

［第４の実施形態］
本実施形態では、複数の送信アンテナを用いたＭＩＭＯ(Multiple-Input Multiple-Output)、送信ダイバーシチにおいて、アクセス方式を切り替える場合に周波数選択ダイバーシチの効果を送信電力制御に反映する一例について説明する。

複数のアンテナを有する移動局装置においては、同一の符号ビットから変換された送信信号を複数のアンテナで同一周波数を用いて送信する送信ダイバーシチと異なる符号ビットから変換された送信信号を複数のアンテナで同一周波数を用いて送信するＭＩＭＯが適用可能となる。複数アンテナを具備する移動局装置の構成について説明する。

図６は、本発明の第４の実施形態に係る送信装置である移動局装置の一例を示すブロック図である（送信ダイバーシチを適用）。送信ダイバーシチを適用する図６の場合は、符号部１０１により得られた符号ビットを変調部１０２で変調処理を施し、ＤＦＴにより周波数領域の信号に変換される。送信ダイバーシチのＳＦＢＣ（Space Frequency Block Code）やＳＴＢＣ（Space Time Block Code）を適用する場合は、周波数領域の信号に対して符号化が適用され、本図では多アンテナ送信処理部３０３で行なわれる。また、ＣＤＤ（Cyclic Delay Diversity）では、ＩＤＦＴが施された後の時間領域の信号に対して循環遅延を与え、各送信アンテナから送信する。

図７は、本発明の第４の実施形態に係る基地局装置の簡単なブロック図を示す。基地局装置では、図２と同様に複数の受信アンテナで受信された信号が受信処理部４０１に入力される。受信処理部４０１では受信信号の合成が行なわれ、その他の処理は送信アンテナが１本の時と同様の処理が施される。

送信アンテナが１本の場合と比較し、送信ダイバーシチを適用する場合は、送信ダイバーシチ利得により利得の低い伝搬路の影響を軽減できる。そのため、送信ダイバーシチを適用時の周波数選択ダイバーシチの効果が送信アンテナ１本の場合に比べ低下することから、式９の様にしても良い。

ただし、Ｘ_ｉは、クラスタを構成するリソースブロック数をｉとした場合の周波数選択ダイバーシチの効果とする。ＴｘＤＡＮＴは送信ダイバーシチのアンテナ本数であり、Ｎ_{ＴｘＤＡＮＴ}は送信アンテナ本数による周波数選択ダイバーシチの効果の低下分を示している。また、Ｘ_{ｉ_ＴｘＤ}＞０を満たすものとする。

図８は、本発明の第４の実施形態に係る送信装置である移動局装置の一例を示すブロック図である（MIMOを適用）。ＭＩＭＯを適用する場合について、図８を用いて説明する。ＭＩＭＯでは、符号ビットがＳ／Ｐ部に入力され、Ｓ／Ｐ部において直並列変換が行なわれる。各アンテナの変調部５０３には直並列変換された異なる信号が入力され、送信処理が施される。ＭＩＭＯの場合の多アンテナ送信処理部５０９では、受信側で空間多重された信号の検出精度を向上させるために、送信重みをアンテナ毎に適用する。

図７に示した基地局装置では、各受信アンテナで受信した信号を受信処理部４０１により、参照信号を分離し、各アンテナの伝搬路を推定する。一方、参照信号が分離された信号から、ＭＩＭＯ分離が信号分離部４０３により行なわれ、受信電力推定部２０２により、受信電力が推定される。

ＭＩＭＯを適用する場合は、リソースブロックの割り当て時に送信に用いるすべてアンテナの伝搬路を考慮することから、送信アンテナが１本の場合と比較し、周波数選択ダイバーシチ効果が低下する。

そのため、ＭＩＭＯを適用時の周波数選択ダイバーシチの効果を式１０の様にしても良い。

ただし、Ｘ_ｉは、クラスタを構成するリソースブロック数をｉとした場合の周波数選択ダイバーシチの効果とする。ＭＩＭＯＡＮＴはＭＩＭＯに用いるアンテナ本数であり、Ｎ_{ＭＩＭＯＡＮＴ}は送信アンテナ本数による周波数選択ダイバーシチの効果の低下分を示している。また、Ｘ_{ｉ_ＭＩＭＯ}＞０を満すものとする。

送信アンテナが４本以上の場合で、送信アンテナ２本でＭＩＭＯを適用し、残りの２本で送信ダイバーシチを適用する場合は、式１１の様にしても良い。

複数の送信アンテナを用いる場合は、前実施形態のクローズドループＴＰＣやオープンループＴＰＣにＸ_ｉの代わりに式９、式１０、式１１のいずれかを適用することにより、移動局装置の使用するアンテナ本数を考慮した送信電力制御が可能となる。尚、本実施形態では、送信アンテナを４本で説明を行なっているが、４本以外であっても適用可能である。また、本実施形態では送信アンテナの本数を周波数選択ダイバーシチの効果に反映しているが、受信アンテナの本数についても同様に適用可能である。

本実施形態を適用することにより、アクセス方式の切り替えやクラスタを構成するリソースブロック数、スペクトルの分割数、移動局装置の使用するリソースブロック数を考慮したオープンループＴＰＣやクローズドループＴＰＣが可能となる。そのため、アクセス方式等の切り替え時に送信電力の不足や必要以上の送信電力でデータ送信をしてしまうことを回避することができる。

１０１ 符号部
１０２、５０３ 変調部
１０３、５０５ ＤＦＴ部
１０４、３０１、５０７ 送信データ配置部
１０５、３０５、５１１ ＩＤＦＴ部
１０６、３０７、５１３ 参照信号多重部
２０１、４０１ 受信処理部
２０２ 受信電力推定部
２０３ ＴＰＣ制御情報生成部
２０４、４０５ 伝搬路推定部
２０５ 帯域割当決定部
２０６ 制御情報生成部
３０３、５０９ 多アンテナ送信処理部
４０３ 信号分離部
５０１ Ｓ／Ｐ部

Claims (9)

1. 基地局装置によって割り当てられる２以上のサブキャリアで構成されるリソースブロックを用いて通信を行う移動局装置において、
   使用するリソースブロックの数と前記基地局装置によって割り当て可能なリソースブロックの数とに基づいて、データを送信する送信電力を調整する制御部を備えることを特徴とする移動局装置。
2. 前記基地局装置からアクセス方式に関する制御情報を受信する受信部を備えることを特徴とする請求項１に記載の移動局装置。
3. 前記アクセス方式に関する制御情報は、周波数領域の信号を連続的な周波数帯域に割り当てる第１のアクセス方式又は該周波数領域の信号を離散的な周波数帯域に割り当てる第２のアクセス方式であることを特徴とする請求項２に記載の移動局装置。
4. 前記受信部が、前記第２のアクセス方式に関する制御情報を受信する場合、
   前記制御部は、前記基地局装置によって割り当て可能なリソースブロックの数に対する前記使用するリソースブロックの数に基づいて、前記送信電力を調整すること特徴とする請求項３に記載の移動局装置。
5. 前記基地局装置によって割り当て可能なリソースブロックの数が一定の場合、
   前記制御部は、前記使用するリソースブロックの数が小さい程、前記送信電力が小さくなるように調整することを特徴とする請求項４に記載の移動局装置。
6. 前記使用するリソースブロックの数が一定の場合、
   前記基地局装置によって割り当て可能なリソースブロックの数が大きい程、前記送信電力が小さくなるように調整することを特徴とする請求項４に記載の移動局装置。
7. 前記制御部は、オープンループの制御により、前記送信電力を調整することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の移動局装置。
8. 基地局装置によって割り当てられる２以上のサブキャリアで構成されるリソースブロックを用いてデータを送信する際の送信電力を調整する送信電力調整方法において、
   前記データを送信する際に使用するリソースブロックの数と前記基地局装置によって割り当て可能なリソースブロックの数とに基づいて、前記送信電力を調整するステップを少なくとも含むことを特徴とする送信電力調整方法。
9. 移動局装置と基地局装置とから構成される通信システムであって、
   前記移動局装置は、
   使用するリソースブロックの数と前記基地局装置によって割り当て可能なリソースブロックの数とに基づいて、データを送信する送信電力を調整して送信し、
   前記基地局装置は、
   前記移動局装置から前記データを受信することを特徴とする通信システム。