JP2024073078A - 通信装置、無線通信システム及び送信ランク切替方法 - Google Patents

Abstract

【課題】通信環境に応じて適切な送信ランクを決定できる通信装置等を提供する。【解決手段】ＭＩＭＯデータ伝送方式を用いて端末装置と通信する通信装置は、推定部と、調整部と、選択部とを有する。推定部は、前記通信装置と前記端末装置との間の無線伝搬路の受信ＳＩＲを推定する。調整部は、伝送誤りの発生状態に基づく送信ランク毎のＳＩＲオフセット値を取得する。選択部は、推定部にて推定された受信ＳＩＲ及び、調整部にて取得された送信ランク毎のＳＩＲオフセット値に基づき、送信ランクを切り替える。【選択図】図３

Description

本発明は、通信装置、無線通信システム及び送信ランク切替方法に関する。

例えば、５Ｇ（5^th Generation）のＮＲ（New Radio）では、ＤＬ（Down Link）の送信形式を最適化する制御が広く知られている。図１０は、ＤＬ送信設定処理に関わる無線通信システムの処理動作の一例を示すシーケンス図である。図１０に示す無線通信システム１００は、ＢＳ(Base Station)１０１と、ＵＥ（User Equipment）１０２とを有し、ＢＳ１０１は、ＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）データ伝送方式を用いて、ＵＥ１０２と通信する。ＢＳ１０１は、例えば、ＣＵ(Central Unit)やＤＵ(Distributed Unit)を含む基地局装置である。ＵＥ１０２は、ＢＳ１０１と無線で通信する、例えば、スマートフォン等の移動局である。

ＢＳ１０１は、ＣＳＩ－ＲＳ（Channel State Information Reference Signal）をＵＥ１０２に送信する（ステップＳ１０１）。ＣＳＩ－ＲＳは、ＤＬ固有の基準信号である。

ＵＥ１０２は、ＢＳ１０１から受信したＣＳＩ－ＲＳに基づき生成したＣＳＩを、ＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Control Channel）を使用してＢＳ１０１に送信する（ステップＳ１０２）。尚、ＣＳＩは、ＲＩ(Rank Indicator)及びＣＱＩ(Channel Quality Indicator)を含む。ＲＩは、ＭＩＭＯにおいて同時に送信するレイヤ（空間ストリーム）の数を示す送信ランクの指標である。ＣＱＩは、好適な変調符号化方式（ＭＣＳ：Modulation and Coding Scheme）を示すチャネル品質指標である。

ＢＳ１０１は、ＣＳＩを受信した場合、受信したＣＳＩ内のＲＩに基づき、ＤＬの送信ランクを決定する（ステップＳ１０３）。

ＢＳ１０１は、受信したＣＳＩ内のＣＱＩに基づき、Ｏｕｔｅｒ－Ｌｏｏｐ制御方式を用いてＤＬのＭＣＳを決定する（ステップＳ１０４）。尚、Ｏｕｔｅｒ－Ｌｏｏｐ制御方式として、ＢＳ１０１は、ＣＱＩと受信ＳＩＲ（Signal to Interference Ratio）とを対応付けるＳＩＲ変換テーブルを参照し、受信したＣＳＩ内のＣＱＩに対応した受信ＳＩＲに変換する。更に、ＢＳ１０１は、伝送誤り率の目標値と直近の伝送誤り率とに基づき、ＳＩＲオフセット値を更新する。更に、ＢＳ１０１は、更新後のＳＩＲオフセット値を用いて受信ＳＩＲを補正する。ＢＳ１０１は、受信ＳＩＲとＭＣＳとを対応付けるＭＣＳ変換テーブルを参照し、補正後の受信ＳＩＲに対応するＤＬのＭＣＳを決定する。

ＢＳ１０１は、決定されたＤＬの送信ランク及び、決定されたＤＬのＭＣＳに基づき、ＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared Channel）をＵＥ１０２に設定する（ステップＳ１０５）。尚、ＰＤＳＣＨは、ＢＳ１０１とＵＥ１０２との間の下りリンクでデータパケットを送受信するために使用する物理チャネルである。

特表２０２０－５１９０９６号公報 特表２０２０－５２２９３０号公報 特表２０２０－５３３８８６号公報

しかしながら、ＢＳ１０１においてＣＳＩの受信が常に正確に行われるとは限らず、ＣＳＩの内容の信頼性が低い状況も懸念される。

ＢＳ１０１は、ＣＳＩの信頼性が低い場合でも、Ｏｕｔｅｒ－Ｌｏｏｐ制御方式を使用して適切なＤＬのＭＣＳを決定できる。

しかしながら、ＢＳ１０１は、ＵＥ１０２から報告されるＣＳＩの信頼性が低い場合、ＭＩＭＯの送信ランクを決定する制御を通信環境に応じて適切に実行するのは困難である。また、ＢＳ１０１は、ＵＥ１０２から報告されるＣＳＩの信頼性が低い場合に顕著であるが、信頼性が低い場合であるか否かに関係なく、ＲＩを使用せずに、ＭＩＭＯの送信ランクを決定する制御を通信環境に応じて適切に実行するのは困難である。

一つの側面では、通信環境に応じて適切な送信ランクを決定できる通信装置等を提供することを目的とする。

一つの態様の通信装置は、ＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）データ伝送方式を用いて端末装置と通信する。通信装置は、推定部と、調整部と、選択部とを有する。推定部は、前記通信装置と前記端末装置との間の無線伝搬路の受信ＳＩＲ（Signal to Interference Ratio）を推定する。調整部は、伝送誤りの発生状態に基づく送信ランク毎のＳＩＲオフセット値を取得する。選択部は、前記推定部にて推定された前記受信ＳＩＲ及び、前記調整部にて取得された前記送信ランク毎のＳＩＲオフセット値に基づき、前記送信ランクを切り替える。

一つの側面によれば、通信環境に応じて適切な送信ランクを決定できる。

図１は、本実施例の無線通信システムの一例を示す説明図である。 図２は、ＣＵのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 図３は、ＣＵの機能構成の一例を示すブロック図である。 図４は、第１の選択部の機能構成の一例を示すブロック図である。 図５は、設定処理に関わるＣＵの処理動作の一例を示すフローチャートである。 図６は、第１の決定処理に関わるＣＵの処理動作の一例を示すフローチャートである。 図７は、第２の決定処理に関わるＣＵの処理動作の一例を示すフローチャートである。 図８は、切替処理に関わるＣＵの処理動作の一例を示すフローチャートである。 図９Ａは、比較例の送信ランクの変更推移の一例を示す説明図である。 図９Ｂは、ＳＩＲオフセット値の重み付けなしの場合の比較例の送信ランクの変更推移の一例を示す説明図である。 図９Ｃは、ＳＩＲオフセット値の重み付けありの場合の本実施例の送信ランクの変更推移の一例を示す説明図である。 図１０は、ＤＬ送信設定処理に関わる無線通信システムの処理動作の一例を示すシーケンス図である。

以下、図面に基づいて、本願の開示する通信装置等の実施例を詳細に説明する。尚、本実施例により、開示技術が限定されるものではない。また、以下に示す各実施例は、矛盾を起こさない範囲で適宜組み合わせても良い。

図１は、本実施例の無線通信システム１の一例を示す説明図である。図１に示す無線通信システム１は、５Ｇの無線通信システムである。無線通信システム１は、複数のＵＥ(User Equipment)２と、ＢＳ（Base Station）３と、コアネットワーク４とを有する。ＢＳ３は、ＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）データ伝送方式を用いて、ＵＥ２と無線で通信する基地局装置である。ＢＳ３は、複数のＲＵ(Radio Unit)５と、ＣＵ(Central Unit)６とを有する。ＣＵ６は、ＤＵ(Distributed Unit)の機能も含む。尚、ＣＵ６は、ＲＵ５をまとめて１つの通信装置としても良い。

ＣＵ６は、コアネットワーク４と有線で通信すると共に、複数のＲＵ５と有線で通信する。ＣＵ６は、ＢＳ３における主要なベースバンド信号処理を実行すると共に、ＲＩ選択に関する処理を実行する通信装置である。

ＲＵ５は、ＲＵ５のエリア内を移動するＵＥ２と無線で通信する。ＲＵ５は、ＢＳ３における無線送受信処理や一部のベースバンド信号処理を実行する通信ユニットである。

ＵＥ２は、ＢＳ３内のＲＵ５と無線で通信する、例えば、スマートフォンやタブレット端末等の端末装置である。ＵＥ２は、ＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Control Channel）を使用してＲＵ５経由でＣＳＩ（Channel State Information）をＣＵ６に報告する。ＣＳＩは、ＲＩ(Rank Indicator)及びＣＱＩ(Channel Quality Indicator)を含む。ＲＩは、ＭＩＭＯにおいて同時に送信するレイヤ（空間ストリーム）の数を示す送信ランクの指標である。ＣＱＩは、好適な変調符号化方式（ＭＣＳ：Modulation and Coding Scheme）を示すチャネル品質指標である。

図２は、ＣＵ６のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図２に示すＣＵ６は、通信インタフェース１１と、メモリ１２と、プロセッサ１３とを有する。通信インタフェース１１は、コアネットワーク４やＲＵ５との間で通信するインタフェースである。プロセッサ１３は、ＣＵ６全体を制御する。メモリ１２は、各種情報を記憶する。メモリ１２は、例えば、ＭＩＭＯの送信ランク毎の受信ＳＩＲオフセット値、決定されたＤＬのＭＩＭＯの送信ランク、決定されたＤＬのＭＣＳ等の情報を格納する。プロセッサ１３は、例えば、ＤＬのＭＩＭＯの送信ランク及びＤＬのＭＣＳを含むベースバンド信号処理を実行する。

図３は、ＣＵ６の機能構成の一例を示すブロック図である。図３に示すＣＵ６は、第１の生成部２１と、第２の生成部２２と、マッピング部２３と、デマッピング部２４と、を有する。ＣＵ６は、ＡＣＫ復調部２５と、復調部２６と、調整部２７と、推定部２８とを有する。更に、ＣＵ６は、判定部２９と、第１の選択部３０と、第２の選択部３１と、制御部３２とを有する。

第１の生成部２１は、下りリンクのＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared Channel）を生成する。第２の生成部２２は、下りリンクのＣＳＩ－ＲＳ（Channel State Information Reference signal）を生成する。マッピング部２３は、各ＤＬ物理チャネルの送信信号を周波数領域のＤＬ送信信号にマッピングする。デマッピング部２４は、周波数領域のＵＬ受信信号から各ＵＬ物理チャネルのＵＬ受信信号を抽出する。

ＡＣＫ復調部２５は、ＵＬ制御信号を復調し、ＰＤＳＣＨのＨＡＲＱ－ＡＣＫ（Hybrid Automatic Repeat Request Acknowledgement）を抽出する。尚、ＨＡＲＱ－ＡＣＫは、ＵＥ２においてＰＤＳＣＨが正常に受信できたか否かをＵＥ２が報告する送達確認信号である。復調部２６は、ＵＬ制御信号を復調し、ＵＥ２から報告されたＣＳＩを抽出する。ＣＳＩは、例えば、ＲＩ及びＣＱＩを含む。

推定部２８は、ＣＳＩから導出した受信ＳＩＲ（Signal to Interference Ratio）をＳＩＲオフセット値で補正する。具体的には、推定部２８は、ＣＱＩと受信ＳＩＲとを対応付けるＳＩＲ変換テーブルを参照し、受信したＣＳＩ内のＣＱＩに対応した受信ＳＩＲに変換する。調整部２７は、ＨＡＲＱ－ＡＣＫ、例えば、伝送誤り率の目標値と直近の伝送誤り率とに基づき、（数１）を用いて受信ＳＩＲのＳＩＲオフセット値を調整する。

推定部２８は、調整部２７で調整後のＳＩＲオフセット値を用いて受信ＳＩＲを補正する。具体的には、推定部２８は、（調整後のＳＩＲオフセット値＋補正前の受信ＳＩＲ）を用いて補正後の受信ＳＩＲを得る。

判定部２９は、ＵＥ２が報告するＣＳＩの信頼性が低いか否かを判定する。ＵＥ２が報告するＣＳＩの信頼性が低い場合とは、例えば、ＵＥ２から報告されるＣＳＩの値が一定時間変化しない場合、ＣＳＩを一定時間受信できない場合(無送信と判定)や、ＣＳＩの復号誤りが複数回、例えば、２、３回継続している場合等である。尚、一定時間は、例えば、静止状態のＵＥ２においても常識的にＣＳＩが変化すると予測される時間を基準にして決定される時間である。また、ＵＥ２が報告するＣＳＩの信頼性が低い場合とは、上りリンクのＳＲＳ(Sounding Reference Signal)による品質測定結果が変化しているにも関わらず、ＣＳＩの値が変化していない場合としても良い。

第１の選択部３０は、ＣＳＩの信頼性の判定結果に応じて、通常のランク選択、または受信ＳＩＲの推定値及びＳＩＲオフセット値に基づくランク選択を実行する。第１の選択部３０は、ＵＥ２が報告するＣＳＩの信頼性が低くない場合、ＣＳＩ内のＲＩに基づき送信ランクを選択する通常のランク選択を実行する。また、第１の選択部３０は、ＵＥ２が報告するＣＳＩの信頼性が低い場合、受信ＳＩＲの推定値及びＳＩＲオフセット値に基づくランク選択を実行する。

第２の選択部３１は、選択した送信ランクの受信ＳＩＲに基づきＭＣＳを選択する。第２の選択部３１は、受信したＣＳＩ内のＣＱＩに基づき、Ｏｕｔｅｒ－Ｌｏｏｐ制御方式を用いてＤＬのＭＣＳを決定する。尚、Ｏｕｔｅｒ－Ｌｏｏｐ制御方式としては、推定部２８は、ＣＱＩと受信ＳＩＲとを対応付けるＳＩＲ変換テーブルを参照し、受信したＣＳＩ内のＣＱＩに対応した受信ＳＩＲに変換する。更に、調整部２７は、伝送誤り率の目標値と直近の伝送誤り率とに基づき、ＳＩＲオフセット値を更新する。更に、調整部２７は、更新後のＳＩＲオフセット値で受信ＳＩＲを補正する。第２の選択部３１は、受信ＳＩＲとＭＣＳとを対応付けるＭＣＳ変換テーブルを参照し、補正後の受信ＳＩＲに対応するＤＬのＭＣＳを選択する。

制御部３２は、第１の選択部３０にて選択された送信ランク及び第２の選択部３１にて選択されたＭＣＳをＰＤＳＣＨの新規送信に対して設定する。

ＣＵ６は、ＣＳＩの信頼性が低いと判定した場合、受信ＳＩＲの推定値と、伝送誤りの発生状態に基づく送信ランク毎のＳＩＲオフセット値とに基づいて、ＭＣＳ及び送信ランクを選択、すなわち切り替える。

図４は、第１の選択部３０の機能構成の一例を示すブロック図である。図４に示す第１の選択部３０は、第１の判定部５１と、第２の判定部５２と、第３の判定部５３と、決定部５４と、更新部５５と、を有する。第１の判定部５１は、ＳＩＲオフセット値で受信ＳＩＲを補正し、補正後の受信ＳＩＲが上位の送信ランクの閾値を超えたか否かを判定する。尚、上位の送信ランクの閾値は、例えば、受信ＳＩＲをＭＣＳに変換するＭＣＳ変換テーブルを参照した場合のＭＣＳが最高となる付近の受信ＳＩＲ値に相当する。決定部５４は、第１の判定部５１にて補正後の受信ＳＩＲが閾値を超えた場合に送信ランクを上げるように送信ランクを決定して変更する。

第２の判定部５２は、現在の送信ランクに対するＳＩＲオフセット値と、現在の送信ランクの１ランク下の送信ランクに対するＳＩＲオフセット値との差分が閾値を超えたか否かを判定する。尚、差分の閾値は、例えば、比較する２個の送信ランクのスループットが同等となる程度の差分に相当する値である。決定部５４は、第２の判定部５２にて差分が閾値を超えた場合に送信ランクを下げるように送信ランクを決定して変更する。

第３の判定部５３は、現在の送信ランクに変更後の一定回数のデータ伝送において一定の割合で伝送誤りが発生したか否かを判定する。決定部５４は、第３の判定部５３にて変更後の一定回数のデータ伝送において一定の割合で伝送誤りが発生した場合に送信ランクを下げるように送信ランクを決定して変更する。尚、一定の回数及び割合は、例えば、典型的な通信環境が模擬された計算機シミュレーション等で最適化した数値である。

更新部５５は、送信ランクを変更する際に、変更前の送信ランクに対するＳＩＲオフセット値と変更後の送信ランクに対するＳＩＲオフセット値とを重み付け加算した結果を、変更後の送信ランクに対するＳＩＲオフセット値に置き換えて更新する。

第１の選択部３０は、各送信ランクの通信環境を示唆するデータ(送信ランク毎のＳＩＲオフセット値、伝送誤りの発生状態)に基づいて送信ランクを選択する。その結果、ＵＥ２から報告されるＣＳＩの信頼性が低い場合でも、ＤＬの送信ランクの制御を通信環境に応じて適切に行うことができる。

次に本実施例の無線通信システム１の動作について説明する。図５は、設定処理に関わるＣＵ６の処理動作の一例を示すフローチャートである。図５においてＣＵ６内の調整部２７は、前回送信時のＨＡＲＱ－ＡＣＫによる伝送誤り状態に基づき、前回送信時の送信ランクに対するＳＩＲオフセット値を更新する（ステップＳ１１）。ＣＵ６内の判定部２９は、ＵＥ２から報告されたＣＳＩの信頼性が低いか否かを判定する（ステップＳ１２）。

ＣＵ６内の第１の選択部３０は、ＣＳＩの信頼性が低い場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、補正後の受信ＳＩＲが最低の送信ランクの閾値未満である否かを判定する（ステップＳ１３）。尚、最低の送信ランクの閾値は、例えば、受信ＳＩＲをＭＣＳに変換するＭＣＳ変換テーブルを参照した場合のＭＣＳが最低となる付近の受信ＳＩＲ値に相当する。

第１の選択部３０は、補正後の受信ＳＩＲが最低の送信ランクの閾値未満でない場合（ステップＳ１３：Ｎｏ）、送信ランクを下げる方向に決定する図６に示す第１の決定処理を実行する（ステップＳ１４）。

第１の選択部３０は、第１の決定処理を実行した後、送信ランクを上げる方向に決定する図７に示す第２の決定処理を実行する（ステップＳ１５）。更に、第１の選択部３０は、第２の決定処理を実行した後、図８に示す切替処理を実行する（ステップＳ１６）。

第２の選択部３１は、切替処理を実行した後、決定した送信ランクに対するＳＩＲオフセット値を用いて受信ＳＩＲを補正し、補正後の受信ＳＩＲに基づき、ＭＣＳを選択し（ステップＳ１７）、図５に示す処理動作を終了する。

第１の選択部３０は、ＣＳＩの信頼性が低くない場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）、ＣＳＩ内のＲＩに基づき送信ランクを選択し（ステップＳ１８）、切替処理を実行するステップＳ１６の処理に移行する。

第１の選択部３０は、補正後の受信ＳＩＲが最低の送信ランクの閾値未満の場合（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、最低の送信ランクに決定し（ステップＳ１９）、切替処理を実行するステップＳ１６の処理に移行する。

図６は、第１の決定処理に関わるＣＵ６の処理動作の一例を示すフローチャートである。図６においてＣＵ６内の第１の選択部３０は、現在の送信ランクが最低の送信ランク以外であるか否かを判定する（ステップＳ２１）。

第１の選択部３０は、現在の送信ランクが最低の送信ランク以外である場合（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）、送信ランクを変更する余地があるものと判断する。そして、第１の選択部３０内の第３の判定部５３は、前回の送信ランク変更後の一定回数の送信の一定の割合を超えて伝送誤りが発生したか否かを判定する（ステップＳ２２）。第１の選択部３０内の決定部５４は、前回の送信ランク変更後の一定回数の送信の一定の割合を超えて伝送誤りが発生した場合（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、現在の送信ランクを下げるランクダウンを決定し（ステップＳ２５）、図６に示す処理動作を終了する。その結果、送信ランクを上げる試行を行った後で、その現在の送信ランクが通信環境に適していないものと判断し、送信ランクを下げることで伝送誤りの頻発を抑制できる。

第２の判定部５２は、一定の割合を超えて伝送誤りが発生したのでない場合（ステップＳ２２：Ｎｏ）、現在の送信ランクのＳＩＲオフセット値と１ランク下の送信ランクのＳＩＲオフセット値との差分が閾値を超えたか否かを判定する（ステップＳ２３）。

決定部５４は、差分が閾値を超えた場合（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）、補正後の受信ＳＩＲに関して１ランク下よりも現在の送信ランクの方が著しく低いものと判断する。そして、決定部５４は、現在の送信ランクのＳＩＲオフセット値と１ランク下の送信ランクのＳＩＲオフセット値との差分が閾値を超えた場合、前回の送信ランク変更から一定時間を経過したか否かを判定する（ステップＳ２４）。

決定部５４は、前回の送信ランク変更から一定時間を経過した場合（ステップＳ２４：Ｙｅｓ）、現在の送信ランクを下げるランクダウンを決定するステップＳ２５の処理に移行する。尚、ステップＳ２４に設定する一定時間は、例えば、Ｏｕｔｅｒ－Ｌｏｏｐ制御方式で選択されるＭＣＳが収束されるまでの時間である。

第１の選択部３０は、現在の送信ランクが最低の送信ランク以外でない場合（ステップＳ２１：Ｎｏ）、すなわち、現在の送信ランクが最低の送信ランクの場合、図６に示す第１の決定処理を終了する。

第２の判定部５２は、現在の送信ランクのＳＩＲオフセット値と１ランク下の送信ランクのＳＩＲオフセット値との差分が閾値を超えたのでない場合（ステップＳ２３：Ｎｏ）、図６に示す第１の決定処理を終了する。

決定部５４は、前回の送信ランク変更から一定時間を経過したのでない場合（ステップＳ２４：Ｎｏ）、頻繁に送信ランクダウンが起きるような事態を回避し、図６に示す第１の決定処理を終了する。

第１の選択部３０は、前回の送信ランク変更後の一定回数の送信の一定の割合を超えて伝送誤りが発生した場合、送信ランクを下げる。その結果、送信ランクを上げる試行を行った後で、現在の送信ランクが通信環境に適していないものと判断し、送信ランクを下げることで伝送誤りの頻発を抑制できる。

第１の選択部３０は、現在の送信ランクのＳＩＲオフセット値と１ランク下の送信ランクのＳＩＲオフセット値との差分が閾値を超えた場合、補正後の受信ＳＩＲに関して１ランク下よりも現在の送信ランクの方が著しく低いものと判断する。そして、第１の選択部３０は、前回の送信ランク変更から一定時間を経過した場合に送信ランクを下げる。その結果、現在の送信ランクでの伝送速度の方が劣るものと判断し、送信ランクを下げることで伝送速度を改善できる。しかも、送信ランクが頻繁に変更される過程で伝送誤りの頻発を回避できる。

尚、説明の便宜上、図６では、前回の送信ランク変更後の一定回数の送信の伝送誤り率が閾値を超えたか否かを判定するステップＳ２２の処理がなくても良い。この場合、ステップＳ２１にて現在の送信ランクが最低の送信ランク以外である場合、ステップＳ２３の処理を実行しても良い。

図７は、第２の決定処理に関わるＣＵ６の処理動作の一例を示すフローチャートである。図７においてＣＵ６内の第１の選択部３０は、前段のステップＳ１４の第１の決定処理で送信ランクのランクダウン決定済みであるか否かを判定する（ステップＳ３１）。

第１の選択部３０は、ランクダウン決定済みでない場合（ステップＳ３１：Ｎｏ）、現在の送信ランクが最高の送信ランク以外であるか否かを判定する（ステップＳ３２）。第１の選択部３０内の第１の判定部５１は、現在の送信ランクが最高の送信ランク以外の場合（ステップＳ３２：Ｙｅｓ）、現在の送信ランクを変更する余地があるものと判断する。そして、第１の判定部５１は、補正後の受信ＳＩＲが現在よりも上位の送信ランクの閾値を超えたか否かを判定する（ステップＳ３３）。尚、上位の送信ランクの閾値は、例えば、受信ＳＩＲをＭＣＳに変換するＭＣＳ変換テーブルを参照した場合のＭＣＳが最高となる付近の受信ＳＩＲ値に相当する。

第１の判定部５１は、補正後の受信ＳＩＲが現在よりも上位の送信ランクの閾値を超えた場合（ステップＳ３３：Ｙｅｓ）、現在の送信ランクを上げる余地があると判断する。その結果、現在の送信ランクに対する受信ＳＩＲが十分高く、現在の送信ランクで達成可能な伝送速度の上限に近いため、送信ランクを上げる試行を行う価値があるとみなすことができる。そして、第１の判定部５１は、補正後の受信ＳＩＲが現在よりも上位の送信ランクの閾値を超えた場合、一定時間間隔でサンプリングした２個のＳＩＲオフセット値の変動幅が閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ３４）。尚、変動幅の閾値は、例えば、ＭＣＳ変換テーブル内のＭＣＳ間のＳＩＲの差分程度の値である。また、ステップＳ３４の一定時間間隔は、例えば、ステップＳ３５の一定時間として送信ランクをランクアップする試行が容易に行えるようにランクダウンを禁止する禁止時間と比較して短めに設定し、その時間よりも短めの時間間隔とする。

決定部５４は、サンプリングした２個のＳＩＲオフセット値の変動幅が閾値未満の場合（ステップＳ３４：Ｙｅｓ）、送信毎に行われるＳＩＲオフセット値の調整が収束してＳＩＲオフセット値が実際の通信環境を反映した状態になったものと判断する。そして、決定部５４は、補正後の受信ＳＩＲが現在よりも上位の送信ランクの閾値を超えたか否かを判定するステップＳ３３の判定確度が高いものとみなす。そして、決定部５４は、サンプリングした２個のＳＩＲオフセット値の変動幅が閾値未満の場合、前回の送信ランク変更から一定時間を経過したか否かを判定する（ステップＳ３５）。尚、ステップＳ３５の一定時間は、例えば、送信ランクをランクアップする試行が容易に行えるようにランクダウンを禁止する禁止時間と比較して短めに設定する時間である。

決定部５４は、前回の送信ランク変更から一定時間を経過した場合（ステップＳ３５：Ｙｅｓ）、現在の送信ランクを上げるランクアップと決定し（ステップＳ３６）、図７に示す第２の決定処理を終了する。

第１の選択部３０は、ランクダウン決定済みの場合（ステップＳ３１：Ｙｅｓ）、送信ランクをアップする余地はないものと判断し、図７に示す第２の決定処理を終了する。

第１の選択部３０は、現在の送信ランクが最高の送信ランク以外でない場合（ステップＳ３２：Ｎｏ）、現在の送信ランクを最高の送信ランクであるために送信ランクを上げる余地がないものと判断し、図７に示す第２の決定処理を終了する。

第１の選択部３０は、補正後の受信ＳＩＲが現在よりも上位の送信ランクの閾値を超えたのでない場合（ステップＳ３３：Ｎｏ）、現在の送信ランクを上げる余地がないと判断し、図７に示す第２の決定処理を終了する。

第１の選択部３０は、一定時間間隔でサンプリングした２個のＳＩＲオフセット値の変動幅が閾値未満でない場合（ステップＳ３４：Ｎｏ）、現在の送信ランクを上げる余地がないと判断し、図７に示す第２の決定処理を終了する。

第１の選択部３０は、前回の送信ランク変更から一定時間を経過したのでない場合（ステップＳ３５：Ｎｏ）、ランク変更の頻発を回避すべく、図７に示す第２の決定処理を終了する。

第１の選択部３０は、補正後の受信ＳＩＲが現在よりも上位の送信ランクの閾値を超え、サンプリングした２個のＳＩＲオフセット値の変動幅が閾値未満、かつ、前回の送信ランク変更から一定時間を経過した場合、現在の送信ランクを上げる。その結果、現在の送信ランクに対する受信ＳＩＲが十分高く、現在の送信ランクで達成可能な伝送速度の上限に近いため、送信ランクを上げる試行を実行する価値があるものと判断できる。しかも、送信ランクが頻繁に変更される過程で伝送誤りの頻発を回避できる。

図８は、切替処理に関わるＣＵ６の処理動作の一例を示すフローチャートである。図８においてＣＵ６内の第１の選択部３０は、送信ランク変更決定済みであるか否かを判定する（ステップＳ４１）。

第１の選択部３０は、送信ランク変更決定済みである場合（ステップＳ４１：Ｙｅｓ）、第１の決定処理又は第２の決定処理で送信ランクが決定済みであると判断し、次回送信が新規送信であるか否かを判定する（ステップＳ４２）。

第１の選択部３０は、次回送信が新規送信である場合（ステップＳ４２：Ｙｅｓ）、次回新規送信に変更後の送信ランクを適用する（ステップＳ４３）。その結果、リトライ再送が完了してから送信ランクの変更を適用することで初回送信と再送送信とで送信ランクが異なる状況を回避できる。

第１の選択部３０内の更新部５５は、変更前の送信ランクのＳＩＲオフセット値と変更後の送信ランクのＳＩＲオフセット値とを重み付け加算し、その加算結果を変更後の送信ランクのＳＩＲオフセット値として置き換えて更新する（ステップＳ４４）。そして、更新部５５は、図８に示す切替処理を終了する。尚、重み付け加算結果は、例えば、平均値でも良く、変更前の送信ランクのＳＩＲオフセット値と変更後の送信ランクのＳＩＲオフセット値とを１：０、あるいは０：１の比率で重み付けしても良く、適宜変更可能である。例えば、更新部５５は、変更前の送信ランクに対するＳＩＲオフセット値と変更後の送信ランクに対するＳＩＲオフセット値との平均値を変更後の送信ランクに対するＳＩＲオフセット値に置き換えても良い。その結果、過去の通信環境を反映していたＳＩＲオフセット値に対して送信ランクは異なるものの変更直前までの通信環境を反映したＳＩＲオフセット値との重み付け加算をとる。その結果、現在と異なる過去の通信環境を引きずりすぎないようにし、より適切な送信ランクの選択が可能になる。

第１の選択部３０は、送信ランク変更が決定済みでない場合（ステップＳ４１：Ｎｏ）、又は、次回送信が新規送信でない場合（ステップＳ４２：Ｎｏ）、送信ランクを切り替えないものと判断し、図８に示す切替処理を終了する。

第１の選択部３０は、変更前の送信ランクのＳＩＲオフセット値と変更後の送信ランクのＳＩＲオフセット値とを重み付け加算し、その加算結果を現在ランクのＳＩＲオフセット値として置き換える。つまり、過去の通信環境を反映していたＳＩＲオフセット値に対して送信ランクは異なるものの変更直前までの通信環境を反映したＳＩＲオフセット値との重み付け加算を採用する。その結果、現在と異なる過去の通信環境を引きずりすぎないようにし、より適切な送信ランクの選択が可能になる。

図９Ａは、比較例の送信ランクの変更推移の一例を示す説明図である。比較例のＢＳのＣＵでは、ＣＳＩ内のＲＩに基づき、送信ランクを切り替える。図９Ａに示す変更推移は、横軸を時間、縦軸を送信ランクとする。例えば、０～４００未満の時間は送信ランク“４”、４００～８００未満の時間は送信ランク“２”、８００～１２００未満の時間は送信ランク“４”、１２００～１６００未満の時間は送信ランク“２”に変更する。つまり、４００時間及び１２００時間のタイミングで通信環境が劣化、８００時間のタイミングで通信環境が良くなることで、図９Ａに示す変更推移で送信ランクを変更する。

図９Ｂは、ＳＩＲオフセット値の重み付けなしの場合の比較例の送信ランクの変更推移の一例を示す説明図である。図９Ｂの変更推移では、ステップＳ４４のＳＩＲオフセット値の重み付けなしの比較例の第１の選択部３０を採用した場合である。ＳＩＲオフセット値は対応する送信ランクが選択された場合に更新される。つまり、ある送信ランクの選択頻度が低い場合に対応するＳＩＲオフセット値が実環境から乖離することで、送信ランクを下げる条件を満たす場合がある。尚、下げる条件とは、現在の送信ランクのＳＩＲオフセット値と、現在の送信ランクの１ランク下の送信ランクのＳＩＲオフセット値との差分が大きい場合である。４００以降の時間において、送信ランク１に下げる条件と送信ランク２に上げる条件を交互に満たすことにより、通信環境に応じた送信ランクを選択できない状態に陥っている。

図９Ｃは、ＳＩＲオフセット値の重み付けありの場合の本実施例の送信ランクの変更推移の一例を示す説明図である。図９Ｃに示す変更推移は、ステップＳ４４のＳＩＲオフセット値の重み付けありの第１の選択部３０を採用した場合である。例えば、０～４００未満の時間で送信ランクを“２”、“３”、“４”、“３”、“４”及び“３”の順に段階的に変更する。更に、４００～８００未満の時間で送信ランクを“３”、“２”、“１”及び“２”の順に段階的に変更する。更に、８００～１２００未満の時間で送信ランクを“３”及び“４”の順に段階的に変更する。更に、１２００～１６００未満の時間で送信ランクを“４”、“３”、“２”、“１”及び“２”の順に段階的に変更する。選択頻度の低い送信ランクに対応するＳＩＲオフセット値が実環境から乖離することに起因して、送信ランクを下げる条件と送信ランクを上げる条件を交互に満たすような事態を回避できる。その結果、比較例に比較して、第１の選択部３０は、送信ランクを段階的に変更することで、通信環境に応じて適切な送信ランクを選択できる。

本実施例のＣＵ６は、推定部２８にて推定された受信ＳＩＲ及び、調整部２７にて取得された送信ランク毎のＳＩＲオフセット値に基づき、送信ランクを切り替える。その結果、通信環境に応じて適切な送信ランクを決定できる。

ＣＵ６は、ＵＥ２から受信するＣＳＩの信頼性が低いと判定された場合に、推定された受信ＳＩＲ及び、取得された送信ランク毎のＳＩＲオフセット値に基づき、送信ランクを切り替える。その結果、ＵＥ２から受信するＣＳＩの信頼性が低い場合でも、通信環境に応じて適切な送信ランクを決定できる。

ＣＵ６は、送信ランクを切り替えて変更後の送信ランクをＵＥ２へのＰＤＳＣＨに設定する。その結果、最適なＰＤＳＣＨを確保できる。

ＣＵ６は、ＳＩＲオフセット値で受信ＳＩＲを補正し、補正後の受信ＳＩＲが閾値を超えたか否かを判定し、補正後の受信ＳＩＲが閾値を超えた場合に送信ランクを上げる。その結果、現在の送信ランクに対する受信ＳＩＲが十分高いため、送信ランクを上げることで最適な通信環境を実現できる。

ＣＵ６は、一定時間間隔でサンプリングした２個のＳＩＲオフセット値の変動幅が閾値未満であるか否かを判定し、２個のＳＩＲオフセット値の変動幅が閾値未満である場合に送信ランクを上げる。その結果、送信毎に行われるＳＩＲオフセット値の調整が収束してＳＩＲオフセット値が実際の通信環境を反映した状態になったものと判断できる。

ＣＵ６は、現在の送信ランクに対するＳＩＲオフセット値と、現在の送信ランクの１ランク下の送信ランクに対するＳＩＲオフセット値との差分が閾値を超えた場合に送信ランクを下げる。その結果、補正後の受信ＳＩＲに関して１ランク下よりも現在の送信ランクの方が著しく低いものと判断し、最適な通信環境を実現できる。

ＣＵ６は、現在の送信ランクに変更後の一定回数のデータ伝送において一定の割合で伝送誤りが発生した場合に送信ランクを下げる。その結果、送信ランクを上げる試行を行った後で、現在の送信ランクが通信環境に適していないものと判断し、送信ランクを下げることで伝送誤りの頻発を抑制できる。

ＣＵ６は、送信ランクを切り替える際に、変更前の送信ランクに対するＳＩＲオフセット値と変更後の送信ランクに対するＳＩＲオフセット値とを重み付け加算した結果を変更後の送信ランクに対するＳＩＲオフセット値に置き換える。その結果、現在と異なる過去の通信環境を引きずりすぎないようにし、より適切な送信ランクの選択が可能になる。

ＣＵ６は、受信ＳＩＲをＳＩＲオフセット値で補正し、補正後の受信ＳＩＲに対応するＭＣＳを選択し、選択されたＭＣＳ及び切り替えられた送信ランクに基づき、ＵＥ２との間の物理チャネルを制御することで、ＵＥ２との間の最適な通信環境を実現できる。

尚、図５に示す設定処理では、第１の決定処理を実行した後、第２の決定処理を実行する場合を例示したが、第２の決定処理を実行した後、第１の決定処理を実行しても良い。

尚、ＣＵ６は、ＤＬの受信ＳＩＲ及びＳＩＲオフセット値に基づき、ＤＬの送信ランクを選択し、選択したＤＬの送信ランクをＰＤＳＣＨに設定する場合を例示した。しかしながら、ＣＵ６は、ＤＬの場合と同様の手法によって、ＵＬの受信ＳＩＲ及びＳＩＲオフセット値に基づき、ＵＬの送信ランクを選択し、選択したＵＬの送信ランクをＰＵＳＣＨに設定しても良く、適宜変更可能である。その結果、最適なＰＵＳＣＨを確保できる。ＤＬの場合と異なる点は、ＵＥ２から送信されたＵＬの参照信号を用いてＵＬの受信ＳＩＲを推定し、ＰＵＳＣＨの復号に成功したか否かに応じてＰＵＳＣＨの送信ランクに対応するＳＩＲオフセット値を更新する点である。

１ 無線通信システム
２ ＵＥ
３ ＢＳ
６ ＣＵ
２７ 調整部
２８ 推定部
２９ 判定部
３０ 第１の選択部
３１ 第２の選択部
３２ 制御部
５１ 第１の判定部
５２ 第２の判定部
５３ 第３の判定部
５４ 決定部
５５ 更新部

Claims (12)

1. ＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）データ伝送方式を用いて端末装置と通信する通信装置であって、
   前記通信装置と前記端末装置との間の無線伝搬路の受信ＳＩＲ（Signal to Interference Ratio）を推定する推定部と、
   伝送誤りの発生状態に基づく送信ランク毎のＳＩＲオフセット値を取得する調整部と、
   前記推定部にて推定された前記受信ＳＩＲ及び、前記調整部にて取得された前記送信ランク毎のＳＩＲオフセット値に基づき、前記送信ランクを切り替える選択部と、
   を有することを特徴とする通信装置。
2. 前記推定部は、
   前記端末装置から受信するチャネル品質情報に基づき前記受信ＳＩＲを推定し、
   前記選択部は、
   前記端末装置から受信する前記チャネル品質情報の信頼性が低いと判定された場合に、前記推定部にて推定された前記受信ＳＩＲ及び、前記調整部にて取得された前記送信ランク毎のＳＩＲオフセット値に基づき、前記送信ランクを切り替えることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
3. 前記選択部は、
   前記送信ランクを切り替えて変更後の送信ランクを前記端末装置への下りリンク物理チャネルに設定することを特徴とする請求項２に記載の通信装置。
4. 前記選択部は、
   前記送信ランクを切り替えて変更後の送信ランクを前記端末装置からの上りリンク物理チャネルに設定することを特徴とする請求項２に記載の通信装置。
5. 前記選択部は、
   前記ＳＩＲオフセット値で前記受信ＳＩＲを補正し、補正後の受信ＳＩＲが閾値を超えたか否かを判定する第１の判定部と、
   前記第１の判定部にて補正後の受信ＳＩＲが閾値を超えた場合に前記送信ランクを上げる決定部と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
6. 前記選択部は、
   一定時間間隔でサンプリングした２個のＳＩＲオフセット値の変動幅が閾値未満であるか否かを判定する第１の判定部と、
   前記第１の判定部にて前記２個のＳＩＲオフセット値の変動幅が閾値未満である場合に前記送信ランクを上げる決定部と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
7. 前記選択部は、
   現在の送信ランクに対するＳＩＲオフセット値と、前記現在の送信ランクの１ランク下の送信ランクに対するＳＩＲオフセット値との差分が閾値を超えたか否かを判定する第２の判定部と、
   前記第２の判定部にて前記差分が前記閾値を超えた場合に前記送信ランクを下げる決定部と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
8. 前記選択部は、
   現在の送信ランクに変更後の一定回数のデータ伝送において一定の割合で伝送誤りが発生したか否かを判定する第３の判定部と、
   前記第３の判定部にて変更後の一定回数のデータ伝送において一定の割合で伝送誤りが発生した場合に前記送信ランクを下げる決定部と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
9. 前記選択部は、
   前記送信ランクを切り替える際に、変更前の送信ランクに対するＳＩＲオフセット値と変更後の送信ランクに対するＳＩＲオフセット値とを重み付け加算した結果を前記変更後の送信ランクに対するＳＩＲオフセット値に置き換える更新部を有することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
10. 前記受信ＳＩＲの推定値を前記ＳＩＲオフセット値で補正し、補正後の前記受信ＳＩＲに対応する変調符号化方式を選択する第２の選択部と、
    前記第２の選択部にて選択された変調符号化方式及び前記選択部にて切り替えられた前記送信ランクに基づき、前記端末装置との間の物理チャネルを制御する制御部と、
    を有することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
11. 端末装置と、ＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）データ伝送方式を用いて端末装置と通信する通信装置とを有する無線通信システムであって、
    前記通信装置は、
    前記通信装置と前記端末装置との間の無線伝搬路の受信ＳＩＲ（Signal to Interference Ratio）を推定する推定部と、
    伝送誤りの発生状態に基づく送信ランク毎のＳＩＲオフセット値を取得する調整部と、
    前記推定部にて推定された前記受信ＳＩＲ及び、前記調整部にて取得された前記送信ランク毎のＳＩＲオフセット値に基づき、前記送信ランクを切り替える選択部と、
    を有し、
    前記選択部は、
    前記送信ランクを切り替えて変更後の送信ランクを前記端末装置への下りリンク物理チャネルに設定することを特徴とする無線通信システム。
12. ＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）データ伝送方式を用いて端末装置と通信する通信装置が、
    前記通信装置と前記端末装置との間の無線伝搬路の受信ＳＩＲ（Signal to Interference Ratio）を推定し、
    伝送誤りの発生状態に基づく送信ランク毎のＳＩＲオフセット値を取得し、
    推定された前記受信ＳＩＲ及び、取得された前記送信ランク毎のＳＩＲオフセット値に基づき、前記送信ランクを切り替える
    処理を実行することを特徴とする送信ランク切替方法。

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