JP2011259173A - 基地局装置、無線通信システム、基地局装置の制御プログラムおよび集積回路 - Google Patents

Abstract

【課題】通信方式としてＣｌｕｓｔｅｒｅｄ ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ方式を用いた場合に、容易かつ良好な特性を得られる周波数割り当てを行なう。
【解決手段】シングルキャリアスペクトルを複数のクラスタに分割し、前記各クラスタを伝搬路状態に応じて選定した周波数帯域に割り当てて、少なくとも一つの移動局装置と通信を行なう基地局装置であって、移動局装置から受信した信号に基づいて、伝搬路状態を推定する伝搬路推定部３と、前記推定した伝搬路状態に基づいて、周波数帯域の割り当て単位毎に、前記移動局装置に対する割り当て優先度を算出する優先度算出部４と、前記移動局装置毎に決定され許容されるクラスタ数を示す許容クラスタ数に基づいて、割り当て済みのクラスタ数を判定し、前記判定結果と前記割り当て優先度に基づいて、周波数割り当てを行なうスケジューリング部５と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線通信システムにおける無線リソース割り当てに関する。

近年のデータ通信量の増加に伴い、より高い周波数利用効率を実現する無線通信システムの必要性が高まっている。その様な中で第３．９世代無線通信規格と呼ばれるＬＴＥ（Long Term Evolution）規格の標準化が完了しており、アップリンク（移動局装置から基地局装置への通信：上り回線とも称される）では、マルチアクセス時の移動局装置間で直交性を保ちやすく、シングルキャリアスペクトルを周波数領域で連続した周波数に割り当てるＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier Frequency Division Multiple Access:DFT-S-OFDM(Discrete Fourier Transform Spread Orthogonal Frequency Division Multiplexing)やDFT-precoded OFDMや、OFDM with DFT Precoding等とも称される）方式が用いられている。この背景としては、アップリンクでは移動局装置が限られた送信電力で増幅器の電力利用効率を高く維持する必要があり、ＰＡＰＲ（Peak to Average Power Ratio:ピーク対平均電力比）特性が良好であるという特徴を持つシングルキャリア方式が適している為である。

一方、ＬＴＥの次世代後継規格となる第４世代の移動通信システムとして、ＬＴＥ−Ａ（LTE-Advanced）の標準化も既に開始されている。ＬＴＥ−Ａ規格ではＬＴＥ規格との後方互換性を維持しつつ、ＬＴＥ規格からさらに伝送速度の向上や周波数利用効率の改善が要求されており、アップリンクにおける周波数利用効率改善手法の一つとして、ＬＴＥ規格におけるＳＣ−ＦＤＭＡのような連続配置による周波数割り当てに加え、送信電力に余裕のある移動局装置については、柔軟に無線資源を利用できるよう、離散配置の導入が検討されている。

ＬＴＥ−Ａでは、比較的低いＰＡＰＲを維持しながら柔軟な周波数利用ができるよう、シングルキャリアスペクトルを複数のクラスタと呼ばれる部分スペクトルに分割し、各クラスタを伝搬路特性の良好な周波数帯域に割り当てるＣｌｕｓｔｅｒｅｄ ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ（DSC(Dynamic Spectrum Allocation:ダイナミックスペクトル制御)、SC-ASA(Single Carrier Adaptive)Spectrum Allocation)、DFT-S-OFDM with SDC(Spectrum Division Control)等とも称される）方式をサポートすることが決定されている。このＣｌｕｓｔｅｒｅｄ ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭは、クラスタ数（スペクトルの分割数）が多いほど得られる伝搬路利得の良好な周波数を使用することができる周波数選択ダイバーシチ効果（スケジューリングゲインと称されることもある）が高まるという特徴があるが、一方でピーク電力が高くなる問題があり、通信環境や割り当て無線リソース量等の条件により、最適なクラスタ数は変化する。そのため、実際には個々の移動局装置で許容されるクラスタ数は異なり、その許容クラスタ数以内の分割数で伝送が行なわれることが想定される。

また、ＬＴＥ−Ａの標準化会合では、クラスタ数が増加するにつれて、移動局装置に通知される割り当て情報量が増加することを鑑み、最大クラスタ数を設定することについて議論されている。（例えば、非特許文献１、非特許文献２）

Samsung, R1-100103,"Non-Contiguous UL Resource Allocation: Throughput Performance" Panasonic, R1-100369,"Required number of clusters for non-contiguous resource allocation"

しかしながら、前述のようにＣｌｕｓｔｅｒｅｄ ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭにおける最適なクラスタ数は移動局装置に割り当てられた無線リソースの量によっても変化するが、割り当て量を考慮する為には周波数割り当てを行ないながら許容クラスタ数を決定する必要があり、困難かつスケジューリングが複雑になるという問題がある。また、非特許文献１、２等で最大クラスタ数をパラメータとした場合のスループット特性が評価されているが、その割り当て法については開示されていない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、通信方式としてＣｌｕｓｔｅｒｅｄ ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ方式を用いた場合に、容易かつ良好な特性を得られる周波数割り当てを行なう基地局装置、無線通信システム、基地局装置の制御プログラムおよび集積回路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、本発明の基地局装置は、シングルキャリアスペクトルを複数のクラスタに分割し、前記各クラスタを伝搬路状態に応じて選定した周波数帯域に割り当てて、少なくとも一つの移動局装置と通信を行なう基地局装置であって、伝搬路状態に基づいて、周波数帯域の割り当て単位毎に、前記移動局装置に対する割り当て優先度を算出し、前記移動局装置毎に決定され許容されるクラスタ数を示す許容クラスタ数と前記割り当て優先度に基づいて、周波数割り当てを行なって、前記移動局装置と通信を行なうことを特徴とする。

このように、基地局装置が、移動局装置毎に決定され許容されるクラスタ数を示す許容クラスタ数と割り当て優先度に基づいて、周波数割り当てを行なうので、各移動局装置は、許容されるクラスタ数を超えることなくＣｌｕｓｔｅｒｅｄ ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭのスケジューリングを行うことができる。

（２）また、本発明の基地局装置において、前記移動局装置から受信した信号に基づいて、伝搬路状態を推定する伝搬路推定部と、前記推定した伝搬路状態に基づいて、周波数帯域の割り当て単位毎に、前記移動局装置に対する割り当て優先度を算出する優先度算出部と、前記移動局装置毎に決定され許容されるクラスタ数を示す許容クラスタ数と前記割り当て優先度に基づいて、周波数割り当てを行なうスケジューリング部と、を備えることを特徴とする。

このように、基地局装置が、移動局装置毎に決定され許容されるクラスタ数を示す許容クラスタ数と割り当て優先度に基づいて、周波数割り当てを行なうので、各移動局装置は、許容されるクラスタ数を超えることなくＣｌｕｓｔｅｒｅｄ ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭのスケジューリングを行うことができる。

（３）また、本発明の基地局装置において、前記スケジューリング部は、前記移動局装置毎に決定され許容されるクラスタ数を示す許容クラスタ数に基づいて、割り当て済みのクラスタ数を判定する割り当て済クラスタ数判定部と、前記割り当て優先度および前記判定された割り当て済みのクラスタ数に基づいて、周波数割り当てを行なう周波数割り当て決定部と、を備えることを特徴とする。

このように、基地局装置が、割り当て優先度および判定された割り当て済みのクラスタ数に基づいて、周波数割り当てを行なうので、各移動局装置は、許容されるクラスタ数を超えることなくＣｌｕｓｔｅｒｅｄ ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭのスケジューリングを行うことができる。

（４）また、本発明の基地局装置において、前記周波数割り当て決定部は、前記移動局装置に対する割り当て済みのクラスタ数が、前記許容クラスタ数に到達しているか否かに応じて、前記移動局装置に対する割り当て候補とする周波数帯域の割り当て単位を変更することを特徴とする。

このように、周波数割り当て決定部が、移動局装置に対する割り当て済みのクラスタ数が、許容クラスタ数に到達しているか否かに応じて、移動局装置に対する割り当て候補とする周波数帯域の割り当て単位を変更するので、各移動局装置は、許容されるクラスタ数を超えることなくＣｌｕｓｔｅｒｅｄ ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭのスケジューリングを行うことができる。

（５）また、本発明の基地局装置において、前記周波数割り当て決定部は、前記移動局装置に対する割り当て済みのクラスタ数が、前記許容クラスタ数に到達している場合は、前記移動局装置に対する割り当て候補とする周波数帯域の割り当て単位を前記割り当て済みのクラスタに隣接する周波数帯域の割り当て単位とする一方、前記移動局装置に対する割り当て済みのクラスタ数が、前記許容クラスタ数に到達していない場合は、割り当てられていないすべての周波数帯域の割り当て単位とすることを特徴とする。

このように、周波数割り当て決定部は、移動局装置に対する割り当て済みのクラスタ数が、許容クラスタ数に到達している場合は、移動局装置に対する割り当て候補とする周波数帯域の割り当て単位を割り当て済みのクラスタに隣接する周波数帯域の割り当て単位とする一方、移動局装置に対する割り当て済みのクラスタ数が、許容クラスタ数に到達していない場合は、割り当てられていないすべての周波数帯域の割り当て単位とするので、各移動局装置は、許容されるクラスタ数を超えることなくＣｌｕｓｔｅｒｅｄ ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭのスケジューリングを行うことができる。

（６）また、本発明の基地局装置において、前記スケジューリング部は、前記移動局装置の許容クラスタ数と同数となるように、前記移動局装置に対する割り当て単位の割り当て優先度を複製する優先度複製部と、前記複製された割り当て優先度をすべて用いて周波数割り当てを行なう周波数割り当て決定部と、周波数割り当てが行なわれた割り当て単位を、複製元が同一である移動局装置毎に統合する割り当て情報統合部と、を備えることを特徴とする。

このように、スケジューリング部が、移動局装置の許容クラスタ数と同数となるように、移動局装置に対する割り当て単位の割り当て優先度を複製する優先度複製部と、複製された割り当て優先度をすべて用いて周波数割り当てを行なうので、各移動局装置は、許容されるクラスタ数を超えることなくＣｌｕｓｔｅｒｅｄ ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭのスケジューリングを行うことができる。また、移動局装置は、連続配置のみ存在する無線システムと同様のスケジューラを用いて許容クラスタ数が設定されているＣｌｕｓｔｅｒｅｄ ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭの周波数割り当てを行うことができる。

（７）また、本発明の無線通信システムは、上記（１）から（６）のいずれかに記載の基地局装置と、少なくとも一つの移動局装置と、から構成されることを特徴とする。

このように、無線通信システムが、上記（１）から（６）のいずれかに記載の基地局装置と、少なくとも一つの移動局装置と、から構成されるので、各移動局装置は、許容されるクラスタ数を超えることなくＣｌｕｓｔｅｒｅｄ ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭのスケジューリングを行うことができる。

（８）また、本発明の基地局装置の制御プログラムは、シングルキャリアスペクトルを複数のクラスタに分割し、前記各クラスタを伝搬路状態に応じて選定した周波数帯域に割り当てて、少なくとも一つの移動局装置と通信を行なう基地局装置の制御プログラムであって、前記移動局装置から受信した信号に基づいて、伝搬路状態を推定する処理と、前記推定した伝搬路状態に基づいて、周波数帯域の割り当て単位毎に、前記移動局装置に対する割り当て優先度を算出する処理と、前記移動局装置毎に決定され許容されるクラスタ数を示す許容クラスタ数と前記割り当て優先度に基づいて、周波数割り当てを行なう処理と、前記周波数割り当てに基づいて、前記移動局装置と通信を行なう処理と、の一連の処理を、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、基地局装置が、移動局装置毎に決定され許容されるクラスタ数を示す許容クラスタ数と割り当て優先度に基づいて、周波数割り当てを行なうので、各移動局装置は、許容されるクラスタ数を超えることなくＣｌｕｓｔｅｒｅｄ ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭのスケジューリングを行うことができる。

（９）また、本発明の集積回路は、基地局装置に実装されることにより、前記基地局装置に対し、シングルキャリアスペクトルを複数のクラスタに分割し、前記各クラスタを伝搬路状態に応じて選定した周波数帯域に割り当てて、少なくとも一つの移動局装置と通信を行なう機能を発揮させる集積回路であって、前記移動局装置から受信した信号に基づいて、伝搬路状態を推定する機能と、前記推定した伝搬路状態に基づいて、周波数帯域の割り当て単位毎に、前記移動局装置に対する割り当て優先度を算出する機能と、前記移動局装置毎に決定され許容されるクラスタ数を示す許容クラスタ数と前記割り当て優先度に基づいて、周波数割り当てを行なう機能と、前記周波数割り当てに基づいて、前記移動局装置と通信を行なう機能と、の一連の機能を、前記基地局装置に発揮させることを特徴とする。

このように、基地局装置が、移動局装置毎に決定され許容されるクラスタ数を示す許容クラスタ数と割り当て優先度に基づいて、周波数割り当てを行なうので、各移動局装置は、許容されるクラスタ数を超えることなくＣｌｕｓｔｅｒｅｄ ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭのスケジューリングを行うことができる。

本発明を用いることにより、個々の移動局装置でクラスタ数を制限しつつ、かつ容易なスケジューラを用いてＣｌｕｓｔｅｒｅｄ ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ方式の周波数割り当て法を提供することが可能となる。

本発明の第１の実施形態に係る基地局装置の一構成例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る図１のスケジューリング部５の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に関して、割り当て可能な帯域幅が１６ＲＢ存在するセルにおいて、移動局装置が３局存在する場合の各移動局装置の割り当て優先度を示す図である。 本発明の第１の実施形態において、優先度順に３つの移動局装置の割り当てを行なうことを示す図である。 本発明の第１の実施形態において、優先度順に３つの移動局装置の割り当てを行なうことを示す図である。 本発明の第１の実施形態において、優先度順に３つの移動局装置の割り当てを行なうことを示す図である。 本発明の第１の実施形態において、優先度順に３つの移動局装置の割り当てを行なった結果を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る周波数割り当て方法を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る基地局装置の一構成例を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係るスケジューリング部５ａの構成を示す概略ブロック図である。 同一セル内に移動局装置が４個存在する場合について示す図である。 本発明の第２の実施形態において、４個の移動局装置を８個の仮想移動局装置とみなした場合を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る仮想移動局装置で割り当て優先度を用意したものを示す図である。 本発明の第２の実施形態において、優先度順に３つの移動局装置に対応する６個の仮想移動局装置の割り当てを行なうことを示す図である。 本発明の第２の実施形態において、優先度順に３つの移動局装置に対応する６個の仮想移動局装置の割り当てを行なうことを示す図である。 本発明の第２の実施形態において、優先度順に３つの移動局装置に対応する６個の仮想移動局装置の割り当てを行なうことを示す図である。 本発明の第２の実施形態において、優先度順に３つの移動局装置に対応する６個の仮想移動局装置の割り当てを行った結果を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る周波数割り当て方法を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しながら、この発明を実施するための形態について説明する。なお、以下の実施形態では上り回線の通信を対象としているが、同一の手法を下り回線に用いても本発明と本質的に同一である。

［第１の実施形態］（クラスタ数に応じて割り当て候補帯域を切り替え）
本実施形態では、周波数割り当てを行なう前に予め、移動局装置毎に許容クラスタ数を設定しスケジューリングにおいて各移動局装置の割り当て済みクラスタ数と許容クラスタ数の関係に応じて割り当て候補帯域を変更する周波数割り当て法について説明する。ＳＣ−ＦＤＭＡのような連続配置のスケジューリングとＣｌｕｓｔｅｒｅｄ ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭのような離散配置のスケジューリングで異なる点は、前者はある移動局装置が帯域内のある単位リソースが割り当てられた場合、周波数資源を連続的に使用するという制限から当該移動局装置は必ずそのリソースに隣接するリソースが割り当てられなければならないのに対し、後者はクラスタ数が定められた値に達するまでは、未割り当て帯域全体を割り当て候補とすることが可能という点である。

ここで、各移動局装置の許容クラスタ数情報は、割り当て無線リソース量によらず、周波数割り当てが行なわれる前に決定される値であり、移動局装置から与えられる送信電力情報から決定されても良く、予めシステムで一定の値が設定されていても良く、あるいは、移動局装置に設定された通信方式等から決定されても良い。

したがって、本実施形態では、各移動局装置の割り当ては、当該移動局装置の割り当て済みリソースのクラスタ数が許容クラスタ数より少ない場合には帯域の未割り当て領域全体を割り当て可能帯域とし、許容される数に達した場合には、当該移動局装置の割り当て済みリソースに接しているリソースのみを割り当て可能帯域としてスケジューリングを行なう。この様な割り当てを行なうことにより、各移動局装置が許容クラスタ数を超えることなくＣｌｕｓｔｅｒｅｄ ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭのスケジューリングを行なうことができる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る基地局装置の一構成例を示すブロック図である。まず、各移動局装置からの信号を受信アンテナ１で受信し、受信部２においてベースバンド信号へのダウンコンバートなどの受信処理を行なう。その後、伝搬路状態推定部（伝搬路推定部）３において上り回線の伝搬路特性や受信信号対干渉雑音電力比（SINR:Signal to Interference plus Noise power Ratio）を推定する。得られた伝搬路状態から、優先度算出部４において各移動局装置の割り当て優先度を算出し、スケジューリング部５により本発明の割り当てが行なわれる。ここで、割り当て優先度とは、基準とするスケジューリングの方法により異なる。例えば、Ｍａｘ ＣＩＲと呼ばれる方法では、受信ＳＩＮＲそのものを優先度とし、プロポーショナルフェアネス（PF:Proportional Fairness）と呼ばれるスケジューリング基準では、スケジューリングを行なう時点での瞬時スループットを平均スループットで除算した値を優先度とすることが多い。これらは、一例であり、基準とするスケジューリングの方法は限定されない。

その後、各移動局装置の割り当て情報は制御情報生成部６において各移動局装置に通知するための割り当て情報が生成される（LTEやLTE-Aでは、PDCCH(Physical Downlink Control Channel)と呼ばれる制御チャネルに含まれる）。その後、送信部７により無線信号に変換され、送信アンテナ８から送信される。

図２は、本発明の第１の実施形態に係る図１のスケジューリング部５の構成を示すブロック図である。入力された割り当て優先度は周波数割り当て決定部（周波数割り当て決定部）１１に入力されスケジューリングが行なわれる。この時、スケジューリング中の各移動局装置が割り当て済みのクラスタ数は割り当て済みクラスタ数判定部（割り当て済クラスタ数判定部）１２で監視される。割り当て済みクラスタ数判定部１２は予め決定されている各移動局装置の許容クラスタ数情報に基づき、移動局装置のクラスタ数が許容クラスタ数に達しているかを判定する。達していない場合は、当該移動局装置の割り当て優先度は空き帯域全てに渡り維持され、達している場合には、当該移動局装置が既に割り当てているリソースに隣接する位置のみ維持され、周波数割り当てを決定する。ここで、各移動局装置の許容クラスタ数情報は、割り当て無線リソース量によらず、周波数割り当てが行なわれる前に決定される値であり、移動局装置から与えられる送信電力情報から決定されても良く、予めシステムで一定の値が設定されていても良く、あるいは、移動局装置に設定された通信方式等から決定されても良い。スケジューリングの流れについて、図３に示す割り当て優先度の一例を用いて説明する。

図３は、本発明の第１の実施形態に関して、割り当て可能な帯域幅が１６ＲＢ存在するセルにおいて、移動局装置が３局存在する場合の各移動局装置の割り当て優先度を示す図である。ここでは１〜４８の整数を用いているが、割り当て基準となるものであれば、受信ＳＩＮＲ等の伝搬路特性が用いられて良い。また、割り当ての最小単位としてここではＲＢ（リソースブロック）を用いているが、複数のＲＢを１つのＲＢＧ（RB group）として割り当てるなど異なる割り当て単位が用いられても良い。各移動局装置の許容されるクラスタ数は移動局装置＃１が１、移動局装置＃２が３、移動局装置＃３が２としている。ここではスケジューリング法として割り当て優先度の高いリソースブロックから順に割り当てていくものとする。

図４Ａは、本発明の第１の実施形態において、優先度順に３つの移動局装置の割り当てを行なうことを示す図である。まず図４Ａに示すように最も高い割り当て優先度「４８」を持つ移動局装置＃２の＃１３から順に＃１４、＃１５に割り当てを行なっていく。割り当てが行なわれたＲＢ＃１３〜＃１５に関しては他の移動局装置は割り当て不可ＲＢとなる。この時点で移動局装置＃２はクラスタ数１であり、許容クラスタ数３より少ない為、全ての空き帯域に対して割り当て可能とする。

図４Ｂは、本発明の第１の実施形態において、優先度順に３つの移動局装置の割り当てを行なうことを示す図である。次に図４Ｂに示すように最も高い割り当て優先度「４５」を持つ移動局装置＃３に対し順にＲＢ＃９、＃８、＃１０、＃２と割り当てを行なっていくが、ＲＢ＃２を割り当てられた時点で移動局装置＃３のクラスタ数が２となるため、この時点で移動局装置＃３は割り当て済みＲＢに隣接するＲＢ＃１、＃３、＃７、＃１１以外のＲＢを割り当て不可ＲＢとして制限する。

図５Ａは、本発明の第１の実施形態において、優先度順に３つの移動局装置の割り当てを行なうことを示す図である。図５Ａに示すように次に移動局装置＃３に割り当て優先度「４１」であるＲＢ＃３に割り当てが行なわれると隣接するＲＢ＃４は割り当て可能ＲＢとして復活する。以後同様に割り当てを行なっていくと、最終的な周波数割り当ての結果は図５Ｂとなる。

図５Ｂは、本発明の第１の実施形態において、優先度順に３つの移動局装置の割り当てを行なった結果を示す図である。このようにクラスタ数が許容クラスタ数に満たない場合は空き帯域のすべてを割り当て候補とし、クラスタ数が許容クラスタ数に達した場合は、自身の割り当て済みＲＢに隣接するＲＢのみを割り当て候補とすることでＣｌｕｓｔｅｒｅｄ ＤＦＴＳ−ＯＦＤＭのスケジューリングが可能となる。尚、今回は割り当て優先度の高い順に１ＲＢずつ割り当てていくスケジューリング法で説明を行ったが、前述のようにクラスタ数が許容クラスタ数に達しているかにより割り当て候補を変更していれば、割り当ての順序は違うものが用いられても良い。また、クラスタ数が許容クラスタ数に達している場合に、割り当てにより複数のクラスタが隣接し、一つのクラスタとみなすことができクラスタ数が減少する場合があるが、この場合には再度全ての未割り当てＲＢを割り当て候補にしてよい。

図６は、本発明の第１の実施形態に係る周波数割り当て方法を示すフローチャートである。まず、全移動局装置におけるスケジューリングの割り当て優先度を算出する（ステップＳ１０１）。次に、各移動局装置の許容クラスタ数Ｃｕ＿ｍａｘを読み込む（ステップＳ１０２）。ここでｕはユーザインデックスを表す。そして割り当てを開始するが、割り当て開始時には各移動局装置は与えられたシステム帯域全体を割り当て候補帯域とし全移動局装置全リソースブロックの中で最も割り当て優先度の高いリソースブロックに割り当てを行なう（ステップＳ１０３）。その後、割り当てられた移動局装置ｕのクラスタ数Ｃｕを確認し（ステップＳ１０４）、Ｃｕ＿ｍａｘに達しているかを判定し（ステップＳ１０５）、達してない場合には（ステップＳ１０５：YES）、未割り当ての空き帯域全てを移動局装置ｕの割り当て候補帯域とし（ステップＳ１０６）、達している場合には（ステップＳ１０５：NO）、割り当てられたリソースブロックに隣接する空きＲＢのみを移動局装置ｕの割り当て候補帯域とする（ステップＳ１０７）。

その後、割り当て候補帯域が存在する移動局装置がいるか判定を行ない（ステップＳ１０８）、存在する場合は（ステップＳ１０８：YES）スケジューリングを続行し、変更された割り当て候補帯域を用いて周波数割り当てに戻り（ステップＳ１０３）、存在しない場合には（ステップＳ１０８：NO）スケジューリングを終了する。

このように、本実施形態では、移動局装置の割り当て済みリソースのクラスタ数が許容される数より少ない場合には帯域の空き帯域全体を割り当て可能帯域とし、許容される数に達した場合には、当該移動局装置の割り当て済みリソースに接しているリソースのみを割り当て可能帯域としてスケジューリングを行なうことにより、各移動局装置が許容されるクラスタ数を超えることなくＣｌｕｓｔｅｒｅｄ ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭのスケジューリングを行なうことができる。

［第２の実施形態］（許容クラスタ数分の割り当て優先度複製SCスケジューラ）
本実施形態ではＣｌｕｓｔｅｒｅｄ ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭにおける１つのクラスタを、連続配置による割り当てが行なわれる１つの移動局装置とみなして連続配置によるスケジューリングを行なう。Ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭはＯＦＤＭとは異なり、連続配置されるシングルキャリアを複数のクラスタに分割していることから、各クラスタを見た場合にはそれぞれ連続配置をおこなうシングルキャリアスペクトルと同等であるとみなすことができる。

図７は、本発明の第２の実施形態に係る基地局装置の一構成例を示すブロック図である。本実施形態における基地局装置は、図７に示すように受信アンテナ１と、受信部２と、伝搬路状態推定部３と、優先度算出部４と、スケジューリング部５ａと、制御情報生成部６と、送信部７と、送信アンテナ８とを備える。本実施形態の基地局装置は、図１に示す基地局装置とは、スケジューリングを行なうスケジューリング部５がスケジューリング部５ａである点が異なる。

図８は、本発明の第２の実施形態に係るスケジューリング部５ａの構成を示す概略ブロック図である。スケジューリング部５ａは優先度複製部２１と、周波数割り当て決定部１１ａと割り当て情報統合部（割り当て情報統合部）２２から構成される。入力された割り当て優先度は優先度複製部２１に入力され、予め決定されている各移動局装置の許容クラスタ数情報に基づき、許容クラスタ数の数と同数となる様に割り当て優先度を複製する。ここで、各移動局装置の許容クラスタ数情報は、割り当て無線リソース量によらず、周波数割り当てが行なわれる前に決定される値であり、移動局装置から与えられる送信電力情報から決定されても良く、予めシステムで一定の値が設定されていても良く、あるいは、移動局装置に設定された通信方式等から決定されても良い。複製された割り当て優先度は各々が連続配置を行なう１つの移動局装置として周波数割り当て決定部１１ａにおいてスケジューリングに用いられる。得られた周波数割り当て結果は割り当て情報統合部２２において、複製元が同一の割り当て優先度を用いたものを統合し、最終的な周波数割り当てとする。

図９Ａは、同一セル内に移動局装置が４個存在する場合について示す図である。上述のように、各クラスタを、それぞれ連続配置をおこなうシングルキャリアスペクトルと同等であるとみなす場合、例えば図９Ａのように同一セル内に移動局装置が４個存在し、その各移動局装置が２つのクラスタに分割して割り当てることができる場合には、各移動局装置が２つの仮想移動局装置であるものとみなす。

図９Ｂは、本発明の第２の実施形態において、４個の移動局装置を８個の仮想移動局装置とみなした場合を示す図である。図９Ｂのように８個の仮想移動局装置により連続配置のスケジューリングを行なうことと同等であると考えられる。ただし、各移動局装置には許容送信電力から割り当てることのできるリソースの量が決まっており、２つの仮想移動局装置はリソースの量を共有して割り当てられることが必要である。

本実施形態のスケジューリングの流れについて、図３の割り当て優先度が与えられた場合を例として示す。図３は割り当て可能な帯域幅が１６ＲＢ存在するセルにおいて移動局装置が３局存在する場合の各移動局装置の割り当て優先度を示している。ここでは１〜４８の整数を用いているが、割り当て基準となるものであれば、受信ＳＩＮＲ等の伝搬路特性が用いられても良い。各移動局装置の許容されるクラスタ数は移動局装置＃１が１、移動局装置＃２が３、移動局装置＃３が２としている。よって仮想移動局装置数をそれぞれ１局、３局、２局とし、各仮想移動局装置で割り当て優先度を用意したものを図１０に示す。

図１０は、本発明の第２の実施形態に係る仮想移動局装置で割り当て優先度を用意したものを示す図である。これら仮想移動局装置＃１、＃２ａ、＃２ｂ、＃２ｃ、＃３ａ、＃３ｂの６局が存在するものとし、連続配置のスケジューリングを行なう。また、各仮想移動局装置が共有する割り当て可能ＲＢ数は仮想移動局装置が４、仮想移動局装置＃２ａ、＃２ｂ、＃２ｃが８、仮想移動局装置＃３ａ、＃３ｂが６とする。周波数割り当て法としては連続配置を行なうものであればどのような手法が用いられても構わないが、ここでは割り当て優先度の高いものから１ＲＢずつ割り当てていくものとする。また、同一の移動局装置から複製された仮想移動局装置は割り当て優先度が同値となるが、どの仮想移動局装置に割り当てられても構わない。ただし、割り当てＲＢに隣接するＲＢに既に割り当てられている仮想移動局装置が存在する場合、当該移動局装置に割り当てられることが望ましい。以上を踏まえ、初めに最も高い割り当て優先度「４８」を持つ仮想移動局装置＃２ａにＲＢ＃１３が割り当てられ、続いて割り当て優先度「４７」「４６」についても仮想移動局装置＃２ａに隣接して割り当てることが可能であるためＲＢ＃１４および＃１５が割り当てられる。この時点での割り当て状況を図１１に示す。

図１１は、本発明の第２の実施形態において、優先度順に３つの移動局装置に対応する６個の仮想移動局装置の割り当てを行なうことを示す図である。仮想移動局装置＃２ａが割り当てたＲＢ＃１３、＃１４、＃１５は他の移動局装置が割り当てることができない為に割り当て候補から除外され、ＲＢ＃０〜＃１１については仮想移動局装置＃２ａが隣接して割り当てられない為に割り当て候補から除外されている。

図１２は、本発明の第２の実施形態において、優先度順に３つの移動局装置に対応する６個の仮想移動局装置の割り当てを行なうことを示す図である。同様にスケジューリングを行なっていくと、次に仮想移動局装置＃３ａに＃９、＃８、＃１０、仮想移動局装置＃３ｂに＃２、＃３と割り当てられる（図１２）。

図１３は、本発明の第２の実施形態において、優先度順に３つの移動局装置に対応する６個の仮想移動局装置の割り当てを行なうことを示す図である。さらに割り当てを続行すると図１３となった時点で仮想移動局装置＃２ａ、＃２ｂ、＃２ｃの割り当て合計は８ＲＢとなる。そのため仮想移動局装置間で共有する割り当て可能ＲＢ数８に達しており、仮想移動局装置＃２ａ、＃２ｂ、＃２ｃは周波数割り当てを終了する。結果、仮想移動局装置＃２ａの割り当て候補となっていたＲＢ＃１１は仮想移動局装置＃３ａに割り当てられ、全ての割り当て候補帯域が消失し全仮想移動局装置の周波数割り当てが終了する（図１４）。

図１４は、本発明の第２の実施形態において、優先度順に３つの移動局装置に対応する６個の仮想移動局装置の割り当てを行った結果を示す図である。そして移動局装置＃１から複製された仮想移動局装置＃１の周波数割り当ては移動局装置＃１の割り当てＲＢ、移動局装置＃２から複製された仮想移動局装置＃２ａ、＃２ｂ、＃２ｃの周波数割り当ては移動局装置＃２の割り当てＲＢ、移動局装置＃３から複製された仮想移動局装置＃３ａ、＃３ｂの周波数割り当ては移動局装置＃３の割り当てＲＢとして統合され、最終的な割り当て情報となる。

図１５は、本発明の第２の実施形態に係る周波数割り当て方法を示すフローチャートである。まず、全移動局装置におけるスケジューリングの割り当て優先度を算出する（ステップＳ２０１）。次に、各移動局装置に許容される割り当てＲＢ数Ｎｕを読み込み（ステップＳ２０２）、さらに各移動局装置の許容クラスタ数Ｃｕ＿ｍａｘを読み込む（ステップＳ２０３）。ここでｕはユーザインデックスを表す。次に与えられた各移動局装置の許容クラスタ数Ｃｕ＿ｍａｘの値と同数の割り当て優先度を複製し（ステップＳ２０４）、複製された全割り当て優先度を用いて連続配置による周波数割り当てを行なう（ステップＳ２０５）。周波数割り当てでは随時、複製元が移動局装置ｕの仮想移動局装置の割り当て合計がＮｕに達しているかを判定し（ステップＳ２０６）、達した場合には（ステップＳ２０６：NO）該当する移動局装置ｕから複製された全ての割り当て候補帯域を削除し以後割り当て不可とする（ステップＳ２０７）。

その後、割り当て候補帯域が存在する移動局装置がいるか判定を行ない（ステップＳ２０８）、存在する場合は（ステップＳ２０８：YES）周波数割り当てに戻り（ステップＳ２０５）、存在しない場合には（ステップＳ２０８：NO）周波数割り当てを終了し、移動局装置ｕの割り当てＲＢを複製した仮想移動局装置全ての周波数割り当ての合計として統合しスケジューリングを終了する（ステップＳ２０９）。

本実施形態を適用することにより連続配置のみ存在する無線システムと同様のスケジューラを用いて許容クラスタ数が設定されているＣｌｕｓｔｅｒｅｄ ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭの周波数割り当てを行なうことを可能とする。

本発明に関わる移動局装置および基地局装置で動作するプログラムは、本発明に関わる上記実施形態の機能を実現するように、ＣＰＵ等を制御するプログラム（コンピュータを機能させるプログラム）である。そして、これら装置で取り扱われる情報は、その処理時に一時的にＲＡＭに蓄積され、その後、各種ＲＯＭやＨＤＤに格納され、必要に応じてＣＰＵによって読み出し、修正・書き込みが行なわれる。プログラムを格納する記録媒体としては、半導体媒体（例えば、ROM、不揮発性メモリカード等）、光記録媒体（例えば、DVD、MO、MD、CD、BD等）、磁気記録媒体（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスク等）等のいずれであってもよい。

また、ロードしたプログラムを実行することにより、上述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムの指示に基づき、オペレーティングシステムあるいは他のアプリケーションプログラム等と共同して処理することにより、本発明の機能が実現される場合もある。また市場に流通させる場合には、可搬型の記録媒体にプログラムを格納して流通させたり、インターネット等のネットワークを介して接続されたサーバコンピュータに転送したりすることができる。この場合、サーバコンピュータの記憶装置も本発明に含まれる。

また、上述した実施形態における移動局装置および基地局装置の一部、または全部を典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現してもよい。移動局装置および基地局装置の各機能ブロックは個別にチップ化してもよいし、一部、または全部を集積してチップ化してもよい。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いることも可能である。

以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も特許請求の範囲に含まれる。本発明は、携帯電話装置を移動局装置とする移動体通信システムに用いて好適であるが、これに限定されない。

１ 受信アンテナ
２ 受信部
３ 伝搬路状態推定部
４ 優先度算出部
５、５ａ スケジューリング部
６ 制御情報生成部
７ 送信部
８ 送信アンテナ
１１、１１ａ 周波数割り当て決定部
１２ 割り当て済みクラスタ数判定部
２１ 優先度複製部
２２ 割り当て情報統合部

Claims (9)

1. シングルキャリアスペクトルを複数のクラスタに分割し、前記各クラスタを伝搬路状態に応じて選定した周波数帯域に割り当てて、少なくとも一つの移動局装置と通信を行なう基地局装置であって、
   伝搬路状態に基づいて、周波数帯域の割り当て単位毎に、前記移動局装置に対する割り当て優先度を算出し、前記移動局装置毎に決定され許容されるクラスタ数を示す許容クラスタ数と前記割り当て優先度に基づいて、周波数割り当てを行なって、前記移動局装置と通信を行なうことを特徴とする基地局装置。
2. 前記移動局装置から受信した信号に基づいて、伝搬路状態を推定する伝搬路推定部と、
   前記推定した伝搬路状態に基づいて、周波数帯域の割り当て単位毎に、前記移動局装置に対する割り当て優先度を算出する優先度算出部と、
   前記移動局装置毎に決定され許容されるクラスタ数を示す許容クラスタ数と前記割り当て優先度に基づいて、周波数割り当てを行なうスケジューリング部と、を備えることを特徴とする基地局装置。
3. 前記スケジューリング部は、
   前記移動局装置毎に決定され許容されるクラスタ数を示す許容クラスタ数に基づいて、割り当て済みのクラスタ数を判定する割り当て済クラスタ数判定部と、
   前記割り当て優先度および前記判定された割り当て済みのクラスタ数に基づいて、周波数割り当てを行なう周波数割り当て決定部と、を備えることを特徴とする請求項２記載の基地局装置。
4. 前記周波数割り当て決定部は、
   前記移動局装置に対する割り当て済みのクラスタ数が、前記許容クラスタ数に到達しているか否かに応じて、前記移動局装置に対する割り当て候補とする周波数帯域の割り当て単位を変更することを特徴とする請求項３記載の基地局装置。
5. 前記周波数割り当て決定部は、
   前記移動局装置に対する割り当て済みのクラスタ数が、前記許容クラスタ数に到達している場合は、前記移動局装置に対する割り当て候補とする周波数帯域の割り当て単位を前記割り当て済みのクラスタに隣接する周波数帯域の割り当て単位とする一方、前記移動局装置に対する割り当て済みのクラスタ数が、前記許容クラスタ数に到達していない場合は、割り当てられていないすべての周波数帯域の割り当て単位とすることを特徴とする請求項４記載の基地局装置。
6. 前記スケジューリング部は、
   前記移動局装置の許容クラスタ数と同数となるように、前記移動局装置に対する割り当て単位の割り当て優先度を複製する優先度複製部と、
   前記複製された割り当て優先度をすべて用いて周波数割り当てを行なう周波数割り当て決定部と、
   周波数割り当てが行なわれた割り当て単位を、複製元が同一である移動局装置毎に統合する割り当て情報統合部と、を備えることを特徴とする請求項２記載の基地局装置。
7. 請求項１から請求項６のいずれかに記載の基地局装置と、
   少なくとも一つの移動局装置と、から構成されることを特徴とする無線通信システム。
8. シングルキャリアスペクトルを複数のクラスタに分割し、前記各クラスタを伝搬路状態に応じて選定した周波数帯域に割り当てて、少なくとも一つの移動局装置と通信を行なう基地局装置の制御プログラムであって、
   前記移動局装置から受信した信号に基づいて、伝搬路状態を推定する処理と、
   前記推定した伝搬路状態に基づいて、周波数帯域の割り当て単位毎に、前記移動局装置に対する割り当て優先度を算出する処理と、
   前記移動局装置毎に決定され許容されるクラスタ数を示す許容クラスタ数と前記割り当て優先度に基づいて、周波数割り当てを行なう処理と、
   前記周波数割り当てに基づいて、前記移動局装置と通信を行なう処理と、の一連の処理を、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基地局装置の制御プログラム。
9. 基地局装置に実装されることにより、前記基地局装置に対し、シングルキャリアスペクトルを複数のクラスタに分割し、前記各クラスタを伝搬路状態に応じて選定した周波数帯域に割り当てて、少なくとも一つの移動局装置と通信を行なう機能を発揮させる集積回路であって、
   前記移動局装置から受信した信号に基づいて、伝搬路状態を推定する機能と、
   前記推定した伝搬路状態に基づいて、周波数帯域の割り当て単位毎に、前記移動局装置に対する割り当て優先度を算出する機能と、
   前記移動局装置毎に決定され許容されるクラスタ数を示す許容クラスタ数と前記割り当て優先度に基づいて、周波数割り当てを行なう機能と、
   前記周波数割り当てに基づいて、前記移動局装置と通信を行なう機能と、の一連の機能を、前記基地局装置に発揮させることを特徴とする集積回路。
   

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