JP3662543B2 - 基地局装置及びパケット伝送方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下り高速パケット伝送を行う基地局装置及びパケット伝送方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高速大容量な下りチャネルを複数の通信端末装置が共有し、高速なパケット伝送を行う下り高速パケット伝送方式（HSDPA等）が開発されている。この伝送方式では、伝送効率を高めるために、スケジューリング技術及び適応変調技術等の技術が用いられている。スケジューリング技術とは、個々の通信端末装置が下り回線の伝搬路の状態を観測し、基地局装置が各通信端末装置から報告された伝搬路状況を比較して、伝搬路状況のよい通信端末装置にパケット送信する技術である。また個々の通信端末装置に対する伝送効率を考慮し、再送が必要なデータを優先的に送信するなどの順序制御を行う。適応変調技術とは、パケット送信する通信端末装置の伝搬路の状態に応じて適応的に変調方式あるいは誤り訂正符号を変更する技術である。
【０００３】
そして、基地局装置から送信された高速パケットが、通信端末装置において所定の受信品質を満たさなかった場合、基地局装置はパケットを再送する。
【０００４】
従って、これらの技術は、通信端末装置による下り回線の伝搬路状況の報告によって制御されるため、報告値が伝搬路状況を正しく反映していない場合はパケットの再送が多くなり伝送効率が低下してしまう。
【０００５】
そこで、従来から、報告値を受信してから下り送信を行うまでの間における伝搬路状況の変化を考慮して、報告値を基に下り送信時の伝搬路状況の予測を行う技術が開示されている（IEEE Vehicular Technology Conference, Fall 2000 (VTC2000) , Boston, MA, USA, September 24-28, 2000, pp 1804-1811 "Hybrid type-II ARQ/AMS supported by Channel Predictive Scheduling in a Multi-User Scenario"）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、通信端末装置からの報告値には伝搬路状況に応じた誤差が含まれ、また通信端末装置の状態によってその誤差が変化する。これに対して、従来の下り高速パケット伝送では、誤差を考慮せず報告値のみから一律に予測制御を行っていることため、実際の伝搬路状況に即した送信にならず再送が必要になる等、伝送効率が制限されるという課題がある。
【０００７】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、下り高速パケット伝送において、報告値に含まれる誤差を考慮した送信を行うことによって、再送回数の低減、伝送効率の向上やシステム容量の増大を図ることができる基地局装置及びパケット伝送方法を提供することを目的とする。
【０００８】
また、下り高速パケット伝送において、報告値に含まれる誤差を考慮し、実際の伝搬路状況を高精度に予測して送信を行うことができ、再送回数の低減、伝送効率の向上やシステム容量の増大を図ることができる基地局装置及びパケット伝送方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の基地局装置は、通信中の通信端末装置からの受信信号を復調して伝搬路状況を示す報告値を抽出する復調手段と、前記報告値の尤度を算出する尤度算出手段と、前記報告値と前記尤度に基づいてパケットを送信する通信端末装置を決定する送信先決定手段と、を具備する構成を採る。
【００１０】
この構成により、報告値に含まれる誤差を尤度として考慮し、実際の伝搬路状況を高精度に推定してパケットを送信することができ、再送回数の低減、伝送効率の向上やシステム容量の増大を図ることができる。
【００１１】
本発明の基地局装置における尤度算出手段は、逆拡散を行うパス数が多いほど尤度を高く設定する構成を採る。
【００１２】
本発明の基地局装置における尤度算出手段は、基地局装置と移動局装置間の伝搬路のフェージング変動のドップラー周波数が高いほど尤度を低く設定する構成を採る。
【００１３】
これらの構成により、報告値に含まれる誤差をより正確に反映した尤度を設定できるため、実際の伝搬路状況をより高精度に推定してパケットを送信することができ、再送回数の低減、伝送効率の向上やシステム容量の増大を図ることができる。
【００１４】
本発明の基地局装置における尤度算出手段は、再送回数に応じて各尤度判定基準に対する尤度を調整する構成を採る。
【００１５】
本発明の基地局装置における尤度算出手段は、再送回数に応じて尤度判定基準の閾値を調整する構成を採る。
【００１６】
これらの構成により、瞬時の伝搬路状況だけでなく、長期的な伝搬環境の変動や伝搬環境に応じて尤度を最適に調整することができ、実際の伝搬路状況をより高精度に推定してパケットを送信することができ、再送回数の低減、伝送効率の向上やシステム容量の増大を図ることができる。
【００１７】
本発明の基地局装置における送信先決定手段は、報告値に報告値の尤度を反映させた判定値を算出し、前記判定値が最も高い通信端末装置をパケットの送信先として決定する構成を採る。
【００１８】
この構成により、簡易な処理により報告値に含まれる誤差を考慮し、実際の伝搬路状況を高精度に推定してパケットを送信することができ、再送回数の低減、伝送効率の向上やシステム容量の増大を図ることができる。
【００１９】
本発明の基地局装置における送信先決定手段は、尤度及び再送要求の回数に基づく係数を報告値に反映させて判定値を算出し、前記判定値が最も高い通信端末装置をパケットの送信先として決定する構成を採る。
【００２０】
この構成により、再送回数を判定値に反映させることができるので、再送回数を考慮したスケジューリングが可能になり、通信端末装置に対してデータ送信のスループットを公平にすることができる。また、再送時には低速の変調方式を選択する制御を行い、通信端末装置で確実に受信することによって再送の繰り返しを抑えることも可能である。
【００２１】
本発明の基地局装置は、過去に通信端末装置から受信した伝搬路状況の報告値に基づいて今後の伝搬路状況を示す予測値を算出する予測算出手段を具備し、送信先決定手段は、前記予測値とその尤度を考慮して算出した予測判定値に基づいてパケットを送信する通信端末装置を決定する構成を採る。
【００２２】
この構成により、過去に通信端末装置から受信した伝搬路状況の報告値に基づいて今後の伝搬路状況を予測することができるので、さらに伝搬路状況に即したスケジューリングを行うことができ、さらに伝送効率の向上を図ることができる。しかも、基地局装置の処理負担を時間的に分散させることができる。
【００２３】
本発明の基地局装置における送信先決定手段は、現在の判定値が所定の第１閾値よりも高い通信端末装置を選択し、選択した通信端末装置についてのみ今後の伝搬路状況を予測する構成を採る。
【００２４】
本発明の基地局装置における送信先決定手段は、予測判定値が最も高く所定の第２閾値よりも高い通信端末装置をパケットの送信先として決定する構成を採る。
【００２５】
これらの構成により、過去に通信端末装置から受信した伝搬路状況の報告値に基づいて今後の伝搬路状況を予測することができるので、伝搬路状況に即したスケジューリングをあらかじめ行うことができ、さらに伝送効率の向上を図ることができる。しかも、基地局装置の処理負担を時間的に分散させることができる。かつ、伝搬路状況の予測処理を削減できるため、さらに基地局装置の処理負担を削減できる。
【００２６】
本発明の基地局装置は、報告値を平均化する平均化手段を具備し、送信先決定手段は、平均化された報告値を用いてパケットの送信先を決定する構成を採る。
【００２７】
本発明の基地局装置における平均化手段は、逆拡散を行うパス数が少ないほど報告値の平均化長を長くする構成を採る。
【００２８】
本発明の基地局装置における平均化手段は、ドップラー周波数が低いほど報告値の平均化長を長くする構成を採る。
【００２９】
これらの構成により、報告値の尤度を上げ、伝搬路の変動に正確に追従することができ、伝搬路に即したスケジューリングが可能になることから再送回数の低減、伝送効率の向上やシステム容量の増大伝送効率の向上を図ることができる。
【００３０】
本発明の基地局装置は、判定値に基づいてパケットの符号化率及び変調方式を決定する変調方式決定手段を具備する構成を採る。
【００３１】
この構成により、報告値に含まれる誤差を考慮し、実際の伝搬路状況を高精度に推定して最適な変復調方式でパケットを送信することができ、再送回数の低減、伝送効率の向上やシステム容量の増大を図ることができる。
【００３２】
本発明の基地局装置における変調方式決定手段は、再送回数に応じて判定値に対する符号化率、変調方式を調整する構成を採る。
【００３３】
この構成により、報告値に含まれる誤差を考慮し、実際の伝搬路状況を高精度に推定するとともに、長期的な伝搬路状況に応じて最適な変復調方式でパケットを送信することができ、再送回数の低減、伝送効率の向上やシステム容量の増大を図ることができる。
【００３４】
本発明のパケット伝送システムは、伝搬路状況を示す報告値を取得する装置と、前記報告値の尤度を算出する装置と、前記報告値と前記尤度に基づいてパケットの送信先を決定する装置と、を具備するシステムである。
【００３５】
このシステムにより、報告値に含まれる誤差を考慮し、実際の伝搬路状況を高精度に予測してパケットを送信することができ、再送回数の低減、伝送効率の向上やシステム容量の増大を図ることができる。
【００３６】
本発明のパケット伝送方法は、伝搬路状況を示す報告値を取得する工程と、前記報告値の尤度を算出する工程と、前記報告値と前記尤度に基づいてパケットの送信先を決定する工程と、を具備する方法をとる。
【００３７】
この方法により、報告値に含まれる誤差を考慮し、実際の伝搬路状況を高精度に予測してパケットを送信することができ、再送回数の低減、伝送効率の向上やシステム容量の増大を図ることができる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
本発明の骨子は、逆拡散を行うパス数及びドップラー周波数に基づいて報告値の尤度を算出し、報告値およびその尤度を用いてスケジューリングおよび変調方式の選択を行うことである。
【００３９】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００４０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。
【００４１】
図１において、基地局装置は、アンテナ１０１と、共用器１０２と、受信ＲＦ部１０３と、逆拡散部１０４と、ＲＡＫＥ合成部１０５と、復調部１０６と、ｆＤ検出部１０７と、尤度算出部１０８とを備えている。さらに、基地局装置は、送信先決定部１５１と、変調方式決定部１５２と、データ選択部１５３と、符号化部１５４と、適応変調部１５５と、拡散部１５６と、多重部１５７と、送信ＲＦ部１５８とを備えている。
【００４２】
共用器１０２は、アンテナ１０１に受信された信号を受信ＲＦ部１０３に出力する。また、共用器１０２は、送信ＲＦ部１５８から出力された信号をアンテナ１０１から無線送信する。
【００４３】
受信ＲＦ部１０３は、共用器１０２から出力された無線周波数の受信信号をベースバンドのディジタル信号に変換し、逆拡散部１０４に出力する。
【００４４】
逆拡散部１０４は、無線通信を行う通信端末装置の数だけ用意され、受信ＲＦ部１０３から出力されたベースバンド信号に対して逆拡散処理を行い、ＲＡＫＥ合成部１０５に出力する。また、逆拡散部１０４は、逆拡散を行うパス数を示す信号を尤度算出部１０８に出力する。
【００４５】
ＲＡＫＥ合成部１０５は、無線通信を行う通信端末装置の数だけ用意され、逆拡散後の各パスの信号をＲＡＫＥ合成し、合成した信号を復調部１０６及びｆＤ検出部１０７に出力する。
【００４６】
復調部１０６は、無線通信を行う通信端末装置の数だけ用意され、ＲＡＫＥ合成後の信号に対して復調処理を行う。そして、復調部１０６は、復調した信号から報告値を分離し、送信先決定部１５１に出力する。なお、通信端末装置において測定された報告値は、当該各通信端末装置と基地局装置との間の伝搬路状況を示す値である。
【００４７】
ｆＤ検出部１０７は、無線通信を行う通信端末装置の数だけ用意され、逆拡散後の信号から各通信端末装置と基地局装置間の伝搬路のフェージング変動のドップラー周波数（ｆＤ）を検出し、検出したドップラー周波数を示す信号を尤度算出部１０８に出力する。なお、ドップラー周波数はフェージング変動の速度に対応し、ドップラー周波数が高いほどフェージング変動が速いと推定される。
【００４８】
尤度算出部１０８は、逆拡散を行うパス数及びドップラー周波数に基づいて各通信端末装置から送信された報告値の尤度を算出し、尤度情報を送信先決定部１５１に出力する。なお、尤度算出部１０８における尤度算出方法の詳細は後述する。
【００４９】
送信先決定部１５１は、報告値に尤度を乗算した判定値に基づいて、下り高速パケットを送信する通信端末装置を決定する。これをスケジューリングという。そして、送信先決定部１５１は、下り高速パケットを送信する通信端末装置を示す情報をデータ選択部１５３に出力する。また、送信先決定部１５１は、下り高速パケットを送信する通信端末装置の判定値を変調方式決定部１５２に出力する。なお、送信先決定部１５１のスケジューリングの詳細は後述する。
【００５０】
変調方式決定部１５２は、判定値に基づいて下り高速パケットの符号化率及び変調方式を決定する。そして、変調方式決定部１５２は、符号化部１５４に対して符号化率を指示し、適応変調部１５５に対して変調方式を指示する。なお、変調方式決定部１５２の符号化率及び変調方式の決定方法の詳細は後述する。
【００５１】
データ選択部１５３は、送信先決定部１５１の決定に基づき、対応する通信端末装置の送信データのみを選択し、符号化部１５４に出力する。符号化部１５４は、変調方式決定部１５２に指示された符号化率の方式によりデータ選択部１５３の出力信号を符号化して適応変調部１５５に出力する。適応変調部１５５は、変調方式決定部１５２に指示された変調方式により符号化部１５４の出力信号を変調して拡散部１５６に出力する。拡散部１５６は、適応変調部１５５の出力信号を拡散して多重部１５７に出力する。多重部１５７は、拡散部１５６の出力信号を多重して送信ＲＦ部１５８に出力する。送信ＲＦ部１５８は、多重部１５７から出力されたベースバンドのディジタル信号を無線周波数の信号に変換して共用器１０２に出力する。
【００５２】
次に、尤度算出部１０８における尤度算出方法について、図２を用いて具体的に説明する。図２は、本実施の形態に係る尤度算出方法を説明するための図であり、パス数あるいはｆＤと尤度との関係の一例を示す。
【００５３】
図２の場合、尤度算出部１０８は、パス数が「２以下」の場合には尤度を「０．６」とし、パス数が「２より大きく５以下」の場合には尤度を「０．８」とし、パス数が「５より大きい」場合には尤度を「１．０」とする。また、尤度算出部１０８は、ｆＤが「５Hz以下」の場合には尤度を「１．０」とし、ｆＤが「５Hzより高く５０Hz以下」の場合には尤度を「０．９」とし、ｆＤが「５０Hzより高い」場合には尤度を「０．８」とする。
【００５４】
このように、尤度算出部１０８は、受信に用いるパス数が多いほど尤度を高くする。これは、パス数が多いほどフェージング変動が抑圧され、通信端末装置が下り高速パケットを正しく復調する可能性が高くなるからである。また、尤度算出部１０８は、ｆＤが高いほど尤度を低くする。ｆＤが高いほどフェージング変動が速く、通信端末装置が下り高速パケットを正しく復調する可能性が低くなるからである。
【００５５】
なお、尤度算出部１０８は、パス数あるいはｆＤのいずれか一方に基づいて算出した尤度をそのまま尤度情報しても良く、あるいは、パス数に基づく尤度とｆＤに基づく尤度を乗算した値を尤度情報としても良い。さらに、ｆＤに換えてｆＤを基に換算して求まる通信端末装置の移動速度を用いて尤度を算出してもよい。
【００５６】
次に、送信先決定部１５１のスケジューリングについて、図３を用いて具体的に説明する。図３は、本実施の形態に係るスケジューリングを説明するための図である。
【００５７】
図３では、基地局装置は、３つの通信端末装置（ユーザ）ＭＳ１〜ＭＳ３のいずれかに対して下り高速パケットを送信する場合を考える。
【００５８】
送信先決定部１５１は、所定の時刻（Ｔ1〜Ｔ3）において各通信端末装置ＭＳ１〜ＭＳ３からの報告値に尤度を乗算して判定値を算出し、判定値が最も高い通信端末装置に対して下り高速パケットを送信するようにスケジューリングを行う。各ＭＳからの報告値は各ＭＳと基地局装置間の伝搬路状況を示す値であり、数値が大きいほど伝搬路状況が良好であることを示すものとする。
【００５９】
例えば、図３の時刻Ｔ1の場合、判定値が最も高いＭＳ２に下り高速パケットを送信するようにスケジューリングを行う。
【００６０】
なお、従来の基地局装置は、報告値が最も高いＭＳ１に下り高速パケットを送信するようにスケジューリングを行っている。しかし、この場合、ＭＳ１は、尤度が低いのでフェージング変動が大きく、実際の伝搬路は報告値よりも劣悪である可能性があるため、下り高速パケットが正しく受信される可能性が低いと予想される。
【００６１】
次に、なお、変調方式決定部１５２の符号化率及び変調方式の決定方法について、図４を用いて具体的に説明する。図４は、本実施の形態に係る符号化率、変調方式の決定方法を説明するための図である。
【００６２】
変調方式決定部１５２は、送信先決定部１５１から入力した判定値に応じて符号化率、変調方式を決定する。
【００６３】
例えば、上記図３の時刻Ｔ1に送信先決定部１５１から入力した判定値は「７．２」であり、この判定値は、図４の最高判定値「６」を越えるものであるから、変調方式決定部１５２は、変調方式を「１６ＱＡＭ」、符号化率を「３／４」と決定する。
【００６４】
このように、本実施の形態によれば、報告値に尤度を乗算して得られる判定値に基づいてスケジューリングを行い、変調方式を決定するので、報告値に含まれる誤差を考慮し、実際の伝搬路状況を高精度に予測して下り高速パケットを送信することができ、再送回数の低減、伝送効率の向上やシステム容量の増大を図ることができる。
【００６５】
なお本実施の形態では、報告値に尤度を乗算した結果をスケジューリングおよび変調方式決定の両方に適用する場合を示したが、スケジューリングあるいは変調方式決定の片方にのみ適用してもよい。
【００６６】
また、各通信端末装置からの伝搬路状況報告値に代えて、通信端末装置が選択した変調方式を報告してもよい。その場合、基地局装置は変調方式報告値の尤度に基づきスケジューリングを行い、通信端末装置が選択した変調方式を用いて送信を行う。
【００６７】
（実施の形態２）
実施の形態２では、各通信端末装置に対する該当送信データの再送回数を判定値に反映させる場合について説明する。
【００６８】
図５は、本発明の実施の形態２に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。なお、図５において、図１と共通する構成部分には図１と同一の符号を付して説明を省略する。
【００６９】
図５の基地局装置は、図１と比較して、再送要求回数計測部５０１を追加した構成を採る。また、図５の基地局装置は、送信先決定部５０２の作用が図１の送信先決定部１５１と異なる。
【００７０】
復調部１０６は、復調した信号から再送要求を示す情報を抽出して再送要求回数計測部５０１に出力する。再送要求回数計測部５０１は、通信端末装置ごとに連続する再送要求の回数を計測し、送信先決定部５０２に出力する。
【００７１】
送信先決定部５０２は、尤度及び再送要求の回数に基づく係数を報告値に乗算して判定値を求め、判定値に基づいて下り高速パケットを送信する通信端末装置を決定する。なお、係数は、再送回数が増えるにしたがって増加させ、尤度判定値を高く、すなわち送信として選択されやすくする。また、再送が完了した場合、係数はリセットされる。
【００７２】
次に、送信先決定部５０２のスケジューリングについて、図６を用いて具体的に説明する。図６は、本実施の形態に係るスケジューリングを説明するための図である。
【００７３】
図６では、基地局装置は、３つの通信端末装置（ユーザ）ＭＳ１〜ＭＳ３のいずれかに対して下り高速パケットを送信する場合を考える。また、図６では、再送回数「０」のデータに対して係数「１」、再送回数「１」に対して係数「１．２」、再送回数「２」に対して係数「１．４」、・・・を設定するものとする。
【００７４】
送信先決定部５０２は、所定の時刻（Ｔ1〜Ｔ3）において各通信端末装置ＭＳ１〜ＭＳ３からの報告値に尤度及び係数を乗算して判定値を算出し、判定値が最も高い通信端末装置に対して下り高速パケットを送信するようにスケジューリングを行う。
【００７５】
例えば、図６において、時刻Ｔ1においてＭＳ２に送信したデータが正しく受信されず、時刻Ｔ2において再送を要求された場合、時刻Ｔ2のＭＳ２の係数は「１．２」となる。この結果、時刻Ｔ2の判定値は、ＭＳ２が最も高くなるので、送信先決定部５０２は、ＭＳ２に下り高速パケットを送信するようにスケジューリングを行う。
【００７６】
このように、再送回数を判定値に反映させることにより、再送回数を考慮したスケジューリングが可能になり、通信端末装置に対して送信データのスループットを公平にすることができる。また、変調方式決定部１５２において、再送時にはレベルを落とす制御を行い、通信端末装置で確実に受信することによって再送の繰り返しを抑えることも可能である。
【００７７】
（実施の形態３）
実施の形態３では、過去に通信端末装置から受信した伝搬路状況の報告値に基づいて下り高速パケット送信時の伝搬路状況を予測してスケジューリングを行う場合について説明する。
【００７８】
図７は、本発明の実施の形態３に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。なお、図７において、図１と共通する構成部分には図１と同一の符号を付して説明を省略する。
【００７９】
図７の基地局装置は、図１と比較して、予測値算出部７０１を追加した構成を採る。また、図７の基地局装置は、送信先決定部７０２の作用が図１の送信先決定部１５１と異なる。
【００８０】
復調部１０６は、復調した信号から報告値を分離し、予測値算出部７０１及び送信先決定部７０２に出力する。
【００８１】
予測値算出部７０１は、無線通信を行う通信端末装置の数だけ用意され、各通信端末装置について、過去に受信した伝搬路状況の報告値に基づいて今後の伝搬路状況の予測値を算出し、送信先決定部７０２に予測値を出力する。なお、予測値の算出方法としては、過去の報告値の平均による方法、線形予測、2次の予測、T.Ekman and G.Kubin, "Nonlinear prediction of mobile radio channels: measurents and MATS model designs", ICASSP , IEEE international conference, March 1999にあるようなスプラインによる伝搬路予測などがある。
【００８２】
送信先決定部７０２は、報告値に尤度を乗算した判定値、及び、予測値に尤度を乗算した予測判定値に基づいて、下り高速パケットを送信する通信端末装置を決定する。
【００８３】
以下、本実施の形態における送信先決定部７０２のスケジューリングについて、図８を用いて具体的に説明する。図８は、本実施の形態に係るスケジューリングを説明するための図である。
【００８４】
図８において、現在の時刻がＴ3であり、予測値算出部７０１は、時刻Ｔ1〜Ｔ3の報告値に基づいて時刻Ｔ4〜Ｔ6の予測値を算出するものとする。
【００８５】
送信先決定部７０２は、まず、現在の判定値が所定の第１閾値よりも高い通信端末装置を選択し、選択した通信端末装置についてのみ今後の伝搬路状況を予測する。
【００８６】
これは、測定したｆＤが低い場合には、伝搬路状況を予測することが比較的容易であり予測値の信頼度が高く、一方、測定したｆＤが高い場合には、伝搬路状況を予測することが困難であり、算出した予測値の信頼度が低いためである。また受信に用いるパス数が多いほど尤度が高く予測の信頼度が高く、少ないほど尤度が低く予測の信頼度が低いためである。
【００８７】
例えば、図８において第１閾値を「０．５」とすると、現在の判定値が第１閾値以上のよりも高い通信端末装置はＭＳ１とＭＳ３であるので、送信先決定部７０２は、ＭＳ１とＭＳ３について今後の伝搬路状況を予測する。
【００８８】
次に、送信先決定部７０２は、予測値算出部７０１から入力した予測値と現在の尤度を乗算して予測判定値を算出し、予測判定値が最も高く所定の第２閾値よりも高い通信端末装置に対して下り高速パケットを送信するようにスケジューリングを行う。また、送信先決定部７０２は、予測判定値が所定の第２閾値よりも高い通信端末装置が存在しない時刻においては、実施の形態１で説明した方法によりスケジューリングを行う。
【００８９】
例えば、図８において第２閾値を「０．７５」とすると、ＭＳ３の時刻Ｔ5及び時刻Ｔ6における予測判定値が第２閾値よりも高いので、送信先決定部７０２は、時刻Ｔ5及び時刻Ｔ6においてＭＳ３に下り高速パケットを送信するようにスケジューリングを行う。また、時刻Ｔ4において予測判定値が第２閾値よりも高い通信端末装置が存在しないので、送信先決定部７０２は、時刻Ｔ4において、実施の形態１で説明した方法によりスケジューリングを行う。
【００９０】
このように、本実施の形態によれば、過去に通信端末装置から受信した伝搬路状況の報告値に基づいて下り高速パケット送信時の伝搬路状況を予測することにより、実施の形態１よりも伝搬路状況に即したスケジューリングを行うことができるので、さらに伝送効率の向上を図ることができ、しかも、基地局装置の処理負担を時間的に分散させることができる。
【００９１】
なお、予測に基づいて、スケジューリングの他に変調方式の選択を行っても良い。これにより、さらに伝送効率の向上および基地局装置の処理負担の時間的分散を図ることができる。
【００９２】
（実施の形態４）
実施の形態４では、各尤度判定基準に対する尤度あるいは尤度判定基準の閾値を適宜調整する場合について説明する。
【００９３】
図９は、本発明の実施の形態４に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。なお、図９において、図１と共通する構成部分には図１と同一の符号を付して説明を省略する。
【００９４】
図９の基地局装置は、図１と比較して、再送要求回数計測部５０１を追加した構成を採る。また、図９の基地局装置は、尤度算出部９０１の作用が図１の基地局装置の尤度算出部１０８と異なる。
【００９５】
復調部１０６は、復調した信号から再送要求を示す情報を抽出して再送要求回数計測部５０１に出力する。再送要求回数計測部５０１は、通信端末装置ごとに連続する再送要求の回数を計測し、尤度算出部９０１に出力する。
【００９６】
尤度算出部９０１は、逆拡散を行うパス数及びドップラー周波数に基づいて各通信端末装置の尤度を算出し、再送要求の回数等に基づいて各尤度判定基準に対する尤度あるいは尤度判定基準の閾値を適宜調整する。
【００９７】
図１０は、本実施の形態に係る各尤度判定基準に対する尤度の調整方法を説明するための図である。図１０では、パス数が「５以下」の場合及びｆＤが「５０Hzより高い」場合において再送が多い場合を示している。この場合、尤度算出部９０１は、パス数が「２以下」に対応する尤度とパス数が「２より大きく５以下」に対応する尤度を低く設定する。また、尤度算出部９０１は、ｆＤが「５０Hzより高い」場合に対応する尤度を低く設定する。
【００９８】
図１１は、本実施の形態に係る尤度判定基準の閾値の調整方法を説明するための図である。図１１では、パス数の分布が「５より大きい」場合に偏り、ｆＤの分布が「５０Hzより高い」場合に偏っている場合を示している。この場合、尤度算出部９０１は、尤度が変わるパス数の閾値を「２以下」、「２より大きく６以下」、「６より大きい」に設定し、尤度が変わるパス数の閾値を「５Hz以下」、「５Hzより高く１００Hz以下」、「１００Hzより高い」に設定する。なお、これらの尤度あるいは尤度判定基準値は、あらかじめ設定された値から選択して変更される構成でもよい。あるいは動的な調整を行ってもよい。
【００９９】
このように、本実施の形態では、各尤度判定基準に対する尤度あるいは尤度判定基準の閾値を伝搬状況の傾向にあわせて適宜調整することにより、伝搬路を的確に反映する尤度を設定でき報告値の尤度判定の精度を高めることができる。
【０１００】
なお、本実施の形態を実施の形態３と組み合わせて用いる場合には、再送回数を媒体として伝搬路状況の予測の正しさをフィードバックして尤度を調整し、伝送効率を向上させることができる。
【０１０１】
（実施の形態５）
実施の形態５では、判定値に対する符号化率、変調方式を適宜調整する場合について説明する。
【０１０２】
図１２は、本発明の実施の形態５に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。なお、図１２において、図１と共通する構成部分には図１と同一の符号を付して説明を省略する。
【０１０３】
図１２の基地局装置は、変調方式決定部１２０１の作用が図１の基地局装置の変調方式決定部１５２と異なる。
【０１０４】
復調部１０６は、復調した信号から再送要求を示す情報を抽出して変調方式決定部１２０１に出力する。
【０１０５】
変調方式決定部１２０１は、判定値に基づいて下り高速パケットの符号化率及び変調方式を決定し、再送要求の回数に基づいて報告値に対する符号化率、変調方式を適宜調整する。
【０１０６】
図１３は、本実施の形態に係る符号化率、変調方式の調整方法を説明するための図である。変調方式決定部１２０１は、通信端末装置全体に対する再送が多い場合には、各符号化率、変調方式に対応する判定値を上げる。図１３は、各符号化率、変調方式に対応する判定値を「１」上げる場合を示している。
【０１０７】
各符号化率、変調方式に対応する判定値を上げることにより、変調方式決定部１２０１は、同一の判定値に対して今までより低速高エラー耐性の符号化方式、変調方式を設定することになる。
【０１０８】
このように、本実施の形態では、再送要求の回数に基づいて報告値に対する符号化率、変調方式を適宜調整することにより、通信端末装置において確実に受信できる変調方式を選択するようにし、再送回数を低減して伝送効率を高めることができる。
【０１０９】
（実施の形態６）
実施の形態６では、ｆＤあるいはパス数に基づいて基地局装置において報告値の平均化長を制御して報告値の誤差を抑圧し、報告値の尤度を向上する場合について説明する。
【０１１０】
図１４は、本発明の実施の形態６に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。なお、図１４において、図１と共通する構成部分には図１と同一の符号を付して説明を省略する。
【０１１１】
図１４の基地局装置は、図１と比較して、平均化部１４０１を追加した構成を採る。また、図１４の基地局装置は、送信先決定部１４０２の作用が図１の基地局装置の送信先決定部１５１と異なる。
【０１１２】
逆拡散部１０４は、逆拡散を行うパス数を示す信号を尤度算出部１０８及び平均化部１４０１に出力する。ｆＤ検出部１０７は、検出したドップラー周波数を示す信号を尤度算出部１０８及び平均化部１４０１に出力する。
【０１１３】
図１５に示すように、平均化部１４０１は、パス数が少ないほど報告値の平均化長を長くする。また、平均化部１４０１は、ｆＤが低いほど報告値の平均化長を長くする。ここで平均化長とは、直前の報告値の平均化数を示している。
【０１１４】
送信先決定部１４０２は、平均化部１４０１にて平均化された報告値を用いて下り高速パケットの送信先を決定する。
【０１１５】
これにより、ｆＤが低い、またパス数が少ない場合は平均化長を長くすることで報告値の尤度を上げ、逆の場合は平均化長を短くすることにより伝搬路の変動に追従することができる。なお、本実施の形態では、ｆＤとパス数の検出結果をもとに両方を同時に考慮した制御も可能である。
【０１１６】
なお、上記各実施の形態において、尤度の判定基準としてパス数及びドップラー周波数を用いたが、本発明はこれに限られず、例えば、パス数、ドップラー周波数若しくはＳＩＲ等の他の判定基準を単独で、あるいは、複数の判定基準の組み合わせに基づいて尤度を算出しても良い。さらに、上記判定基準から尤度の係数として算出することなく、直接スケジュール及び変復調方式の制御に適用してもよい。
【０１１７】
また、上記各実施の形態では、報告値に尤度を乗算して判定値を算出する場合について説明したが、本発明はこれに限られず、報告値に尤度を加算して判定値を算出する等、尤度を用いる判定値の算出方法として他の方法を用いても良い。
【０１１８】
また、上記実施の形態２〜６は、適宜組み合わせることができる。
【０１１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、下り高速パケット伝送において、報告値に含まれる誤差を考慮し、実際の伝搬路状況を高精度に予測して送信を行うことができ、再送回数の低減、伝送効率の向上やシステム容量の増大を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る基地局装置の構成を示すブロック図
【図２】上記実施の形態に係る尤度算出方法を説明するための図
【図３】上記実施の形態に係るスケジューリングを説明するための図
【図４】上記実施の形態に係る符号化率、変調方式の決定方法を説明するための図
【図５】本発明の実施の形態２に係る基地局装置の構成を示すブロック図
【図６】上記実施の形態に係るスケジューリングを説明するための図
【図７】本発明の実施の形態３に係る基地局装置の構成を示すブロック図
【図８】上記実施の形態に係るスケジューリングを説明するための図
【図９】本発明の実施の形態４に係る基地局装置の構成を示すブロック図
【図１０】上記実施の形態に係る各尤度判定基準に対する尤度の調整方法を説明するための図
【図１１】上記実施の形態に係る尤度判定基準の閾値の調整方法を説明するための図
【図１２】本発明の実施の形態５に係る基地局装置の構成を示すブロック図
【図１３】上記実施の形態に係る符号化率、変調方式の調整方法を説明するための図
【図１４】本発明の実施の形態６に係る基地局装置の構成を示すブロック図
【図１５】上記実施の形態に係る報告値の平均化長の調整方法を説明するための図
【符号の説明】
１０４ 逆拡散部
１０６ 復調部
１０７ ｆＤ検出部
１０８、９０１ 尤度算出部
１５１、５０２、７０２、１４０２ 送信先決定部
１５２、１２０１ 変調方式決定部
１５３ データ選択部
１５４ 符号化部
１５５ 適応変調部
５０１ 再送要求回数計測部
７０１ 予測値算出部
１４０１ 平均化部
【発明の属する技術分野】
本発明は、下り高速パケット伝送を行う基地局装置及びパケット伝送方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高速大容量な下りチャネルを複数の通信端末装置が共有し、高速なパケット伝送を行う下り高速パケット伝送方式（HSDPA等）が開発されている。この伝送方式では、伝送効率を高めるために、スケジューリング技術及び適応変調技術等の技術が用いられている。スケジューリング技術とは、個々の通信端末装置が下り回線の伝搬路の状態を観測し、基地局装置が各通信端末装置から報告された伝搬路状況を比較して、伝搬路状況のよい通信端末装置にパケット送信する技術である。また個々の通信端末装置に対する伝送効率を考慮し、再送が必要なデータを優先的に送信するなどの順序制御を行う。適応変調技術とは、パケット送信する通信端末装置の伝搬路の状態に応じて適応的に変調方式あるいは誤り訂正符号を変更する技術である。
【０００３】
そして、基地局装置から送信された高速パケットが、通信端末装置において所定の受信品質を満たさなかった場合、基地局装置はパケットを再送する。
【０００４】
従って、これらの技術は、通信端末装置による下り回線の伝搬路状況の報告によって制御されるため、報告値が伝搬路状況を正しく反映していない場合はパケットの再送が多くなり伝送効率が低下してしまう。
【０００５】
そこで、従来から、報告値を受信してから下り送信を行うまでの間における伝搬路状況の変化を考慮して、報告値を基に下り送信時の伝搬路状況の予測を行う技術が開示されている（IEEE Vehicular Technology Conference, Fall 2000 (VTC2000) , Boston, MA, USA, September 24-28, 2000, pp 1804-1811 "Hybrid type-II ARQ/AMS supported by Channel Predictive Scheduling in a Multi-User Scenario"）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、通信端末装置からの報告値には伝搬路状況に応じた誤差が含まれ、また通信端末装置の状態によってその誤差が変化する。これに対して、従来の下り高速パケット伝送では、誤差を考慮せず報告値のみから一律に予測制御を行っていることため、実際の伝搬路状況に即した送信にならず再送が必要になる等、伝送効率が制限されるという課題がある。
【０００７】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、下り高速パケット伝送において、報告値に含まれる誤差を考慮した送信を行うことによって、再送回数の低減、伝送効率の向上やシステム容量の増大を図ることができる基地局装置及びパケット伝送方法を提供することを目的とする。
【０００８】
また、下り高速パケット伝送において、報告値に含まれる誤差を考慮し、実際の伝搬路状況を高精度に予測して送信を行うことができ、再送回数の低減、伝送効率の向上やシステム容量の増大を図ることができる基地局装置及びパケット伝送方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の基地局装置は、通信中の通信端末装置からの受信信号を復調して伝搬路状況を示す報告値を抽出する復調手段と、前記報告値の尤度を算出する尤度算出手段と、前記報告値と前記尤度に基づいてパケットを送信する通信端末装置を決定する送信先決定手段と、を具備する構成を採る。
【００１０】
この構成により、報告値に含まれる誤差を尤度として考慮し、実際の伝搬路状況を高精度に推定してパケットを送信することができ、再送回数の低減、伝送効率の向上やシステム容量の増大を図ることができる。
【００１１】
本発明の基地局装置における尤度算出手段は、逆拡散を行うパス数が多いほど尤度を高く設定する構成を採る。
【００１２】
本発明の基地局装置における尤度算出手段は、基地局装置と移動局装置間の伝搬路のフェージング変動のドップラー周波数が高いほど尤度を低く設定する構成を採る。
【００１３】
これらの構成により、報告値に含まれる誤差をより正確に反映した尤度を設定できるため、実際の伝搬路状況をより高精度に推定してパケットを送信することができ、再送回数の低減、伝送効率の向上やシステム容量の増大を図ることができる。
【００１４】
本発明の基地局装置における尤度算出手段は、再送回数に応じて各尤度判定基準に対する尤度を調整する構成を採る。
【００１５】
本発明の基地局装置における尤度算出手段は、再送回数に応じて尤度判定基準の閾値を調整する構成を採る。
【００１６】
これらの構成により、瞬時の伝搬路状況だけでなく、長期的な伝搬環境の変動や伝搬環境に応じて尤度を最適に調整することができ、実際の伝搬路状況をより高精度に推定してパケットを送信することができ、再送回数の低減、伝送効率の向上やシステム容量の増大を図ることができる。
【００１７】
本発明の基地局装置における送信先決定手段は、報告値に報告値の尤度を反映させた判定値を算出し、前記判定値が最も高い通信端末装置をパケットの送信先として決定する構成を採る。
【００１８】
この構成により、簡易な処理により報告値に含まれる誤差を考慮し、実際の伝搬路状況を高精度に推定してパケットを送信することができ、再送回数の低減、伝送効率の向上やシステム容量の増大を図ることができる。
【００１９】
本発明の基地局装置における送信先決定手段は、尤度及び再送要求の回数に基づく係数を報告値に反映させて判定値を算出し、前記判定値が最も高い通信端末装置をパケットの送信先として決定する構成を採る。
【００２０】
この構成により、再送回数を判定値に反映させることができるので、再送回数を考慮したスケジューリングが可能になり、通信端末装置に対してデータ送信のスループットを公平にすることができる。また、再送時には低速の変調方式を選択する制御を行い、通信端末装置で確実に受信することによって再送の繰り返しを抑えることも可能である。
【００２１】
本発明の基地局装置は、過去に通信端末装置から受信した伝搬路状況の報告値に基づいて今後の伝搬路状況を示す予測値を算出する予測算出手段を具備し、送信先決定手段は、前記予測値とその尤度を考慮して算出した予測判定値に基づいてパケットを送信する通信端末装置を決定する構成を採る。
【００２２】
この構成により、過去に通信端末装置から受信した伝搬路状況の報告値に基づいて今後の伝搬路状況を予測することができるので、さらに伝搬路状況に即したスケジューリングを行うことができ、さらに伝送効率の向上を図ることができる。しかも、基地局装置の処理負担を時間的に分散させることができる。
【００２３】
本発明の基地局装置における送信先決定手段は、現在の判定値が所定の第１閾値よりも高い通信端末装置を選択し、選択した通信端末装置についてのみ今後の伝搬路状況を予測する構成を採る。
【００２４】
本発明の基地局装置における送信先決定手段は、予測判定値が最も高く所定の第２閾値よりも高い通信端末装置をパケットの送信先として決定する構成を採る。
【００２５】
これらの構成により、過去に通信端末装置から受信した伝搬路状況の報告値に基づいて今後の伝搬路状況を予測することができるので、伝搬路状況に即したスケジューリングをあらかじめ行うことができ、さらに伝送効率の向上を図ることができる。しかも、基地局装置の処理負担を時間的に分散させることができる。かつ、伝搬路状況の予測処理を削減できるため、さらに基地局装置の処理負担を削減できる。
【００２６】
本発明の基地局装置は、報告値を平均化する平均化手段を具備し、送信先決定手段は、平均化された報告値を用いてパケットの送信先を決定する構成を採る。
【００２７】
本発明の基地局装置における平均化手段は、逆拡散を行うパス数が少ないほど報告値の平均化長を長くする構成を採る。
【００２８】
本発明の基地局装置における平均化手段は、ドップラー周波数が低いほど報告値の平均化長を長くする構成を採る。
【００２９】
これらの構成により、報告値の尤度を上げ、伝搬路の変動に正確に追従することができ、伝搬路に即したスケジューリングが可能になることから再送回数の低減、伝送効率の向上やシステム容量の増大伝送効率の向上を図ることができる。
【００３０】
本発明の基地局装置は、判定値に基づいてパケットの符号化率及び変調方式を決定する変調方式決定手段を具備する構成を採る。
【００３１】
この構成により、報告値に含まれる誤差を考慮し、実際の伝搬路状況を高精度に推定して最適な変復調方式でパケットを送信することができ、再送回数の低減、伝送効率の向上やシステム容量の増大を図ることができる。
【００３２】
本発明の基地局装置における変調方式決定手段は、再送回数に応じて判定値に対する符号化率、変調方式を調整する構成を採る。
【００３３】
この構成により、報告値に含まれる誤差を考慮し、実際の伝搬路状況を高精度に推定するとともに、長期的な伝搬路状況に応じて最適な変復調方式でパケットを送信することができ、再送回数の低減、伝送効率の向上やシステム容量の増大を図ることができる。
【００３４】
本発明のパケット伝送システムは、伝搬路状況を示す報告値を取得する装置と、前記報告値の尤度を算出する装置と、前記報告値と前記尤度に基づいてパケットの送信先を決定する装置と、を具備するシステムである。
【００３５】
このシステムにより、報告値に含まれる誤差を考慮し、実際の伝搬路状況を高精度に予測してパケットを送信することができ、再送回数の低減、伝送効率の向上やシステム容量の増大を図ることができる。
【００３６】
本発明のパケット伝送方法は、伝搬路状況を示す報告値を取得する工程と、前記報告値の尤度を算出する工程と、前記報告値と前記尤度に基づいてパケットの送信先を決定する工程と、を具備する方法をとる。
【００３７】
この方法により、報告値に含まれる誤差を考慮し、実際の伝搬路状況を高精度に予測してパケットを送信することができ、再送回数の低減、伝送効率の向上やシステム容量の増大を図ることができる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
本発明の骨子は、逆拡散を行うパス数及びドップラー周波数に基づいて報告値の尤度を算出し、報告値およびその尤度を用いてスケジューリングおよび変調方式の選択を行うことである。
【００３９】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００４０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。
【００４１】
図１において、基地局装置は、アンテナ１０１と、共用器１０２と、受信ＲＦ部１０３と、逆拡散部１０４と、ＲＡＫＥ合成部１０５と、復調部１０６と、ｆＤ検出部１０７と、尤度算出部１０８とを備えている。さらに、基地局装置は、送信先決定部１５１と、変調方式決定部１５２と、データ選択部１５３と、符号化部１５４と、適応変調部１５５と、拡散部１５６と、多重部１５７と、送信ＲＦ部１５８とを備えている。
【００４２】
共用器１０２は、アンテナ１０１に受信された信号を受信ＲＦ部１０３に出力する。また、共用器１０２は、送信ＲＦ部１５８から出力された信号をアンテナ１０１から無線送信する。
【００４３】
受信ＲＦ部１０３は、共用器１０２から出力された無線周波数の受信信号をベースバンドのディジタル信号に変換し、逆拡散部１０４に出力する。
【００４４】
逆拡散部１０４は、無線通信を行う通信端末装置の数だけ用意され、受信ＲＦ部１０３から出力されたベースバンド信号に対して逆拡散処理を行い、ＲＡＫＥ合成部１０５に出力する。また、逆拡散部１０４は、逆拡散を行うパス数を示す信号を尤度算出部１０８に出力する。
【００４５】
ＲＡＫＥ合成部１０５は、無線通信を行う通信端末装置の数だけ用意され、逆拡散後の各パスの信号をＲＡＫＥ合成し、合成した信号を復調部１０６及びｆＤ検出部１０７に出力する。
【００４６】
復調部１０６は、無線通信を行う通信端末装置の数だけ用意され、ＲＡＫＥ合成後の信号に対して復調処理を行う。そして、復調部１０６は、復調した信号から報告値を分離し、送信先決定部１５１に出力する。なお、通信端末装置において測定された報告値は、当該各通信端末装置と基地局装置との間の伝搬路状況を示す値である。
【００４７】
ｆＤ検出部１０７は、無線通信を行う通信端末装置の数だけ用意され、逆拡散後の信号から各通信端末装置と基地局装置間の伝搬路のフェージング変動のドップラー周波数（ｆＤ）を検出し、検出したドップラー周波数を示す信号を尤度算出部１０８に出力する。なお、ドップラー周波数はフェージング変動の速度に対応し、ドップラー周波数が高いほどフェージング変動が速いと推定される。
【００４８】
尤度算出部１０８は、逆拡散を行うパス数及びドップラー周波数に基づいて各通信端末装置から送信された報告値の尤度を算出し、尤度情報を送信先決定部１５１に出力する。なお、尤度算出部１０８における尤度算出方法の詳細は後述する。
【００４９】
送信先決定部１５１は、報告値に尤度を乗算した判定値に基づいて、下り高速パケットを送信する通信端末装置を決定する。これをスケジューリングという。そして、送信先決定部１５１は、下り高速パケットを送信する通信端末装置を示す情報をデータ選択部１５３に出力する。また、送信先決定部１５１は、下り高速パケットを送信する通信端末装置の判定値を変調方式決定部１５２に出力する。なお、送信先決定部１５１のスケジューリングの詳細は後述する。
【００５０】
変調方式決定部１５２は、判定値に基づいて下り高速パケットの符号化率及び変調方式を決定する。そして、変調方式決定部１５２は、符号化部１５４に対して符号化率を指示し、適応変調部１５５に対して変調方式を指示する。なお、変調方式決定部１５２の符号化率及び変調方式の決定方法の詳細は後述する。
【００５１】
データ選択部１５３は、送信先決定部１５１の決定に基づき、対応する通信端末装置の送信データのみを選択し、符号化部１５４に出力する。符号化部１５４は、変調方式決定部１５２に指示された符号化率の方式によりデータ選択部１５３の出力信号を符号化して適応変調部１５５に出力する。適応変調部１５５は、変調方式決定部１５２に指示された変調方式により符号化部１５４の出力信号を変調して拡散部１５６に出力する。拡散部１５６は、適応変調部１５５の出力信号を拡散して多重部１５７に出力する。多重部１５７は、拡散部１５６の出力信号を多重して送信ＲＦ部１５８に出力する。送信ＲＦ部１５８は、多重部１５７から出力されたベースバンドのディジタル信号を無線周波数の信号に変換して共用器１０２に出力する。
【００５２】
次に、尤度算出部１０８における尤度算出方法について、図２を用いて具体的に説明する。図２は、本実施の形態に係る尤度算出方法を説明するための図であり、パス数あるいはｆＤと尤度との関係の一例を示す。
【００５３】
図２の場合、尤度算出部１０８は、パス数が「２以下」の場合には尤度を「０．６」とし、パス数が「２より大きく５以下」の場合には尤度を「０．８」とし、パス数が「５より大きい」場合には尤度を「１．０」とする。また、尤度算出部１０８は、ｆＤが「５Hz以下」の場合には尤度を「１．０」とし、ｆＤが「５Hzより高く５０Hz以下」の場合には尤度を「０．９」とし、ｆＤが「５０Hzより高い」場合には尤度を「０．８」とする。
【００５４】
このように、尤度算出部１０８は、受信に用いるパス数が多いほど尤度を高くする。これは、パス数が多いほどフェージング変動が抑圧され、通信端末装置が下り高速パケットを正しく復調する可能性が高くなるからである。また、尤度算出部１０８は、ｆＤが高いほど尤度を低くする。ｆＤが高いほどフェージング変動が速く、通信端末装置が下り高速パケットを正しく復調する可能性が低くなるからである。
【００５５】
なお、尤度算出部１０８は、パス数あるいはｆＤのいずれか一方に基づいて算出した尤度をそのまま尤度情報しても良く、あるいは、パス数に基づく尤度とｆＤに基づく尤度を乗算した値を尤度情報としても良い。さらに、ｆＤに換えてｆＤを基に換算して求まる通信端末装置の移動速度を用いて尤度を算出してもよい。
【００５６】
次に、送信先決定部１５１のスケジューリングについて、図３を用いて具体的に説明する。図３は、本実施の形態に係るスケジューリングを説明するための図である。
【００５７】
図３では、基地局装置は、３つの通信端末装置（ユーザ）ＭＳ１〜ＭＳ３のいずれかに対して下り高速パケットを送信する場合を考える。
【００５８】
送信先決定部１５１は、所定の時刻（Ｔ1〜Ｔ3）において各通信端末装置ＭＳ１〜ＭＳ３からの報告値に尤度を乗算して判定値を算出し、判定値が最も高い通信端末装置に対して下り高速パケットを送信するようにスケジューリングを行う。各ＭＳからの報告値は各ＭＳと基地局装置間の伝搬路状況を示す値であり、数値が大きいほど伝搬路状況が良好であることを示すものとする。
【００５９】
例えば、図３の時刻Ｔ1の場合、判定値が最も高いＭＳ２に下り高速パケットを送信するようにスケジューリングを行う。
【００６０】
なお、従来の基地局装置は、報告値が最も高いＭＳ１に下り高速パケットを送信するようにスケジューリングを行っている。しかし、この場合、ＭＳ１は、尤度が低いのでフェージング変動が大きく、実際の伝搬路は報告値よりも劣悪である可能性があるため、下り高速パケットが正しく受信される可能性が低いと予想される。
【００６１】
次に、なお、変調方式決定部１５２の符号化率及び変調方式の決定方法について、図４を用いて具体的に説明する。図４は、本実施の形態に係る符号化率、変調方式の決定方法を説明するための図である。
【００６２】
変調方式決定部１５２は、送信先決定部１５１から入力した判定値に応じて符号化率、変調方式を決定する。
【００６３】
例えば、上記図３の時刻Ｔ1に送信先決定部１５１から入力した判定値は「７．２」であり、この判定値は、図４の最高判定値「６」を越えるものであるから、変調方式決定部１５２は、変調方式を「１６ＱＡＭ」、符号化率を「３／４」と決定する。
【００６４】
このように、本実施の形態によれば、報告値に尤度を乗算して得られる判定値に基づいてスケジューリングを行い、変調方式を決定するので、報告値に含まれる誤差を考慮し、実際の伝搬路状況を高精度に予測して下り高速パケットを送信することができ、再送回数の低減、伝送効率の向上やシステム容量の増大を図ることができる。
【００６５】
なお本実施の形態では、報告値に尤度を乗算した結果をスケジューリングおよび変調方式決定の両方に適用する場合を示したが、スケジューリングあるいは変調方式決定の片方にのみ適用してもよい。
【００６６】
また、各通信端末装置からの伝搬路状況報告値に代えて、通信端末装置が選択した変調方式を報告してもよい。その場合、基地局装置は変調方式報告値の尤度に基づきスケジューリングを行い、通信端末装置が選択した変調方式を用いて送信を行う。
【００６７】
（実施の形態２）
実施の形態２では、各通信端末装置に対する該当送信データの再送回数を判定値に反映させる場合について説明する。
【００６８】
図５は、本発明の実施の形態２に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。なお、図５において、図１と共通する構成部分には図１と同一の符号を付して説明を省略する。
【００６９】
図５の基地局装置は、図１と比較して、再送要求回数計測部５０１を追加した構成を採る。また、図５の基地局装置は、送信先決定部５０２の作用が図１の送信先決定部１５１と異なる。
【００７０】
復調部１０６は、復調した信号から再送要求を示す情報を抽出して再送要求回数計測部５０１に出力する。再送要求回数計測部５０１は、通信端末装置ごとに連続する再送要求の回数を計測し、送信先決定部５０２に出力する。
【００７１】
送信先決定部５０２は、尤度及び再送要求の回数に基づく係数を報告値に乗算して判定値を求め、判定値に基づいて下り高速パケットを送信する通信端末装置を決定する。なお、係数は、再送回数が増えるにしたがって増加させ、尤度判定値を高く、すなわち送信として選択されやすくする。また、再送が完了した場合、係数はリセットされる。
【００７２】
次に、送信先決定部５０２のスケジューリングについて、図６を用いて具体的に説明する。図６は、本実施の形態に係るスケジューリングを説明するための図である。
【００７３】
図６では、基地局装置は、３つの通信端末装置（ユーザ）ＭＳ１〜ＭＳ３のいずれかに対して下り高速パケットを送信する場合を考える。また、図６では、再送回数「０」のデータに対して係数「１」、再送回数「１」に対して係数「１．２」、再送回数「２」に対して係数「１．４」、・・・を設定するものとする。
【００７４】
送信先決定部５０２は、所定の時刻（Ｔ1〜Ｔ3）において各通信端末装置ＭＳ１〜ＭＳ３からの報告値に尤度及び係数を乗算して判定値を算出し、判定値が最も高い通信端末装置に対して下り高速パケットを送信するようにスケジューリングを行う。
【００７５】
例えば、図６において、時刻Ｔ1においてＭＳ２に送信したデータが正しく受信されず、時刻Ｔ2において再送を要求された場合、時刻Ｔ2のＭＳ２の係数は「１．２」となる。この結果、時刻Ｔ2の判定値は、ＭＳ２が最も高くなるので、送信先決定部５０２は、ＭＳ２に下り高速パケットを送信するようにスケジューリングを行う。
【００７６】
このように、再送回数を判定値に反映させることにより、再送回数を考慮したスケジューリングが可能になり、通信端末装置に対して送信データのスループットを公平にすることができる。また、変調方式決定部１５２において、再送時にはレベルを落とす制御を行い、通信端末装置で確実に受信することによって再送の繰り返しを抑えることも可能である。
【００７７】
（実施の形態３）
実施の形態３では、過去に通信端末装置から受信した伝搬路状況の報告値に基づいて下り高速パケット送信時の伝搬路状況を予測してスケジューリングを行う場合について説明する。
【００７８】
図７は、本発明の実施の形態３に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。なお、図７において、図１と共通する構成部分には図１と同一の符号を付して説明を省略する。
【００７９】
図７の基地局装置は、図１と比較して、予測値算出部７０１を追加した構成を採る。また、図７の基地局装置は、送信先決定部７０２の作用が図１の送信先決定部１５１と異なる。
【００８０】
復調部１０６は、復調した信号から報告値を分離し、予測値算出部７０１及び送信先決定部７０２に出力する。
【００８１】
予測値算出部７０１は、無線通信を行う通信端末装置の数だけ用意され、各通信端末装置について、過去に受信した伝搬路状況の報告値に基づいて今後の伝搬路状況の予測値を算出し、送信先決定部７０２に予測値を出力する。なお、予測値の算出方法としては、過去の報告値の平均による方法、線形予測、2次の予測、T.Ekman and G.Kubin, "Nonlinear prediction of mobile radio channels: measurents and MATS model designs", ICASSP , IEEE international conference, March 1999にあるようなスプラインによる伝搬路予測などがある。
【００８２】
送信先決定部７０２は、報告値に尤度を乗算した判定値、及び、予測値に尤度を乗算した予測判定値に基づいて、下り高速パケットを送信する通信端末装置を決定する。
【００８３】
以下、本実施の形態における送信先決定部７０２のスケジューリングについて、図８を用いて具体的に説明する。図８は、本実施の形態に係るスケジューリングを説明するための図である。
【００８４】
図８において、現在の時刻がＴ3であり、予測値算出部７０１は、時刻Ｔ1〜Ｔ3の報告値に基づいて時刻Ｔ4〜Ｔ6の予測値を算出するものとする。
【００８５】
送信先決定部７０２は、まず、現在の判定値が所定の第１閾値よりも高い通信端末装置を選択し、選択した通信端末装置についてのみ今後の伝搬路状況を予測する。
【００８６】
これは、測定したｆＤが低い場合には、伝搬路状況を予測することが比較的容易であり予測値の信頼度が高く、一方、測定したｆＤが高い場合には、伝搬路状況を予測することが困難であり、算出した予測値の信頼度が低いためである。また受信に用いるパス数が多いほど尤度が高く予測の信頼度が高く、少ないほど尤度が低く予測の信頼度が低いためである。
【００８７】
例えば、図８において第１閾値を「０．５」とすると、現在の判定値が第１閾値以上のよりも高い通信端末装置はＭＳ１とＭＳ３であるので、送信先決定部７０２は、ＭＳ１とＭＳ３について今後の伝搬路状況を予測する。
【００８８】
次に、送信先決定部７０２は、予測値算出部７０１から入力した予測値と現在の尤度を乗算して予測判定値を算出し、予測判定値が最も高く所定の第２閾値よりも高い通信端末装置に対して下り高速パケットを送信するようにスケジューリングを行う。また、送信先決定部７０２は、予測判定値が所定の第２閾値よりも高い通信端末装置が存在しない時刻においては、実施の形態１で説明した方法によりスケジューリングを行う。
【００８９】
例えば、図８において第２閾値を「０．７５」とすると、ＭＳ３の時刻Ｔ5及び時刻Ｔ6における予測判定値が第２閾値よりも高いので、送信先決定部７０２は、時刻Ｔ5及び時刻Ｔ6においてＭＳ３に下り高速パケットを送信するようにスケジューリングを行う。また、時刻Ｔ4において予測判定値が第２閾値よりも高い通信端末装置が存在しないので、送信先決定部７０２は、時刻Ｔ4において、実施の形態１で説明した方法によりスケジューリングを行う。
【００９０】
このように、本実施の形態によれば、過去に通信端末装置から受信した伝搬路状況の報告値に基づいて下り高速パケット送信時の伝搬路状況を予測することにより、実施の形態１よりも伝搬路状況に即したスケジューリングを行うことができるので、さらに伝送効率の向上を図ることができ、しかも、基地局装置の処理負担を時間的に分散させることができる。
【００９１】
なお、予測に基づいて、スケジューリングの他に変調方式の選択を行っても良い。これにより、さらに伝送効率の向上および基地局装置の処理負担の時間的分散を図ることができる。
【００９２】
（実施の形態４）
実施の形態４では、各尤度判定基準に対する尤度あるいは尤度判定基準の閾値を適宜調整する場合について説明する。
【００９３】
図９は、本発明の実施の形態４に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。なお、図９において、図１と共通する構成部分には図１と同一の符号を付して説明を省略する。
【００９４】
図９の基地局装置は、図１と比較して、再送要求回数計測部５０１を追加した構成を採る。また、図９の基地局装置は、尤度算出部９０１の作用が図１の基地局装置の尤度算出部１０８と異なる。
【００９５】
復調部１０６は、復調した信号から再送要求を示す情報を抽出して再送要求回数計測部５０１に出力する。再送要求回数計測部５０１は、通信端末装置ごとに連続する再送要求の回数を計測し、尤度算出部９０１に出力する。
【００９６】
尤度算出部９０１は、逆拡散を行うパス数及びドップラー周波数に基づいて各通信端末装置の尤度を算出し、再送要求の回数等に基づいて各尤度判定基準に対する尤度あるいは尤度判定基準の閾値を適宜調整する。
【００９７】
図１０は、本実施の形態に係る各尤度判定基準に対する尤度の調整方法を説明するための図である。図１０では、パス数が「５以下」の場合及びｆＤが「５０Hzより高い」場合において再送が多い場合を示している。この場合、尤度算出部９０１は、パス数が「２以下」に対応する尤度とパス数が「２より大きく５以下」に対応する尤度を低く設定する。また、尤度算出部９０１は、ｆＤが「５０Hzより高い」場合に対応する尤度を低く設定する。
【００９８】
図１１は、本実施の形態に係る尤度判定基準の閾値の調整方法を説明するための図である。図１１では、パス数の分布が「５より大きい」場合に偏り、ｆＤの分布が「５０Hzより高い」場合に偏っている場合を示している。この場合、尤度算出部９０１は、尤度が変わるパス数の閾値を「２以下」、「２より大きく６以下」、「６より大きい」に設定し、尤度が変わるパス数の閾値を「５Hz以下」、「５Hzより高く１００Hz以下」、「１００Hzより高い」に設定する。なお、これらの尤度あるいは尤度判定基準値は、あらかじめ設定された値から選択して変更される構成でもよい。あるいは動的な調整を行ってもよい。
【００９９】
このように、本実施の形態では、各尤度判定基準に対する尤度あるいは尤度判定基準の閾値を伝搬状況の傾向にあわせて適宜調整することにより、伝搬路を的確に反映する尤度を設定でき報告値の尤度判定の精度を高めることができる。
【０１００】
なお、本実施の形態を実施の形態３と組み合わせて用いる場合には、再送回数を媒体として伝搬路状況の予測の正しさをフィードバックして尤度を調整し、伝送効率を向上させることができる。
【０１０１】
（実施の形態５）
実施の形態５では、判定値に対する符号化率、変調方式を適宜調整する場合について説明する。
【０１０２】
図１２は、本発明の実施の形態５に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。なお、図１２において、図１と共通する構成部分には図１と同一の符号を付して説明を省略する。
【０１０３】
図１２の基地局装置は、変調方式決定部１２０１の作用が図１の基地局装置の変調方式決定部１５２と異なる。
【０１０４】
復調部１０６は、復調した信号から再送要求を示す情報を抽出して変調方式決定部１２０１に出力する。
【０１０５】
変調方式決定部１２０１は、判定値に基づいて下り高速パケットの符号化率及び変調方式を決定し、再送要求の回数に基づいて報告値に対する符号化率、変調方式を適宜調整する。
【０１０６】
図１３は、本実施の形態に係る符号化率、変調方式の調整方法を説明するための図である。変調方式決定部１２０１は、通信端末装置全体に対する再送が多い場合には、各符号化率、変調方式に対応する判定値を上げる。図１３は、各符号化率、変調方式に対応する判定値を「１」上げる場合を示している。
【０１０７】
各符号化率、変調方式に対応する判定値を上げることにより、変調方式決定部１２０１は、同一の判定値に対して今までより低速高エラー耐性の符号化方式、変調方式を設定することになる。
【０１０８】
このように、本実施の形態では、再送要求の回数に基づいて報告値に対する符号化率、変調方式を適宜調整することにより、通信端末装置において確実に受信できる変調方式を選択するようにし、再送回数を低減して伝送効率を高めることができる。
【０１０９】
（実施の形態６）
実施の形態６では、ｆＤあるいはパス数に基づいて基地局装置において報告値の平均化長を制御して報告値の誤差を抑圧し、報告値の尤度を向上する場合について説明する。
【０１１０】
図１４は、本発明の実施の形態６に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。なお、図１４において、図１と共通する構成部分には図１と同一の符号を付して説明を省略する。
【０１１１】
図１４の基地局装置は、図１と比較して、平均化部１４０１を追加した構成を採る。また、図１４の基地局装置は、送信先決定部１４０２の作用が図１の基地局装置の送信先決定部１５１と異なる。
【０１１２】
逆拡散部１０４は、逆拡散を行うパス数を示す信号を尤度算出部１０８及び平均化部１４０１に出力する。ｆＤ検出部１０７は、検出したドップラー周波数を示す信号を尤度算出部１０８及び平均化部１４０１に出力する。
【０１１３】
図１５に示すように、平均化部１４０１は、パス数が少ないほど報告値の平均化長を長くする。また、平均化部１４０１は、ｆＤが低いほど報告値の平均化長を長くする。ここで平均化長とは、直前の報告値の平均化数を示している。
【０１１４】
送信先決定部１４０２は、平均化部１４０１にて平均化された報告値を用いて下り高速パケットの送信先を決定する。
【０１１５】
これにより、ｆＤが低い、またパス数が少ない場合は平均化長を長くすることで報告値の尤度を上げ、逆の場合は平均化長を短くすることにより伝搬路の変動に追従することができる。なお、本実施の形態では、ｆＤとパス数の検出結果をもとに両方を同時に考慮した制御も可能である。
【０１１６】
なお、上記各実施の形態において、尤度の判定基準としてパス数及びドップラー周波数を用いたが、本発明はこれに限られず、例えば、パス数、ドップラー周波数若しくはＳＩＲ等の他の判定基準を単独で、あるいは、複数の判定基準の組み合わせに基づいて尤度を算出しても良い。さらに、上記判定基準から尤度の係数として算出することなく、直接スケジュール及び変復調方式の制御に適用してもよい。
【０１１７】
また、上記各実施の形態では、報告値に尤度を乗算して判定値を算出する場合について説明したが、本発明はこれに限られず、報告値に尤度を加算して判定値を算出する等、尤度を用いる判定値の算出方法として他の方法を用いても良い。
【０１１８】
また、上記実施の形態２〜６は、適宜組み合わせることができる。
【０１１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、下り高速パケット伝送において、報告値に含まれる誤差を考慮し、実際の伝搬路状況を高精度に予測して送信を行うことができ、再送回数の低減、伝送効率の向上やシステム容量の増大を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る基地局装置の構成を示すブロック図
【図２】上記実施の形態に係る尤度算出方法を説明するための図
【図３】上記実施の形態に係るスケジューリングを説明するための図
【図４】上記実施の形態に係る符号化率、変調方式の決定方法を説明するための図
【図５】本発明の実施の形態２に係る基地局装置の構成を示すブロック図
【図６】上記実施の形態に係るスケジューリングを説明するための図
【図７】本発明の実施の形態３に係る基地局装置の構成を示すブロック図
【図８】上記実施の形態に係るスケジューリングを説明するための図
【図９】本発明の実施の形態４に係る基地局装置の構成を示すブロック図
【図１０】上記実施の形態に係る各尤度判定基準に対する尤度の調整方法を説明するための図
【図１１】上記実施の形態に係る尤度判定基準の閾値の調整方法を説明するための図
【図１２】本発明の実施の形態５に係る基地局装置の構成を示すブロック図
【図１３】上記実施の形態に係る符号化率、変調方式の調整方法を説明するための図
【図１４】本発明の実施の形態６に係る基地局装置の構成を示すブロック図
【図１５】上記実施の形態に係る報告値の平均化長の調整方法を説明するための図
【符号の説明】
１０４ 逆拡散部
１０６ 復調部
１０７ ｆＤ検出部
１０８、９０１ 尤度算出部
１５１、５０２、７０２、１４０２ 送信先決定部
１５２、１２０１ 変調方式決定部
１５３ データ選択部
１５４ 符号化部
１５５ 適応変調部
５０１ 再送要求回数計測部
７０１ 予測値算出部
１４０１ 平均化部
Claims (17)
- 通信中の通信端末装置からの受信信号を復調して伝搬路状況を示す報告値を抽出する復調手段と、前記報告値の尤度を算出する尤度算出手段と、前記報告値と前記尤度に基づいてパケットを送信する通信端末装置を決定する送信先決定手段と、を具備することを特徴とする基地局装置。
- 尤度算出手段は、逆拡散を行うパス数が多いほど尤度を高く設定することを特徴とする請求項１記載の基地局装置。
- 尤度算出手段は、基地局装置と移動局装置間の伝搬路のフェージング変動のドップラー周波数が高いほど尤度を低く設定することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の基地局装置。
- 尤度算出手段は、再送回数に応じて各尤度判定基準に対する尤度を調整することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の基地局装置。
- 尤度算出手段は、再送回数に応じて尤度判定基準の閾値を調整することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の基地局装置。
- 送信先決定手段は、報告値に報告値の尤度を反映させた判定値を算出し、前記判定値が最も高い通信端末装置をパケットの送信先として決定することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の基地局装置。
- 送信先決定手段は、尤度及び再送要求の回数に基づく係数を報告値に反映させて判定値を算出し、前記判定値が最も高い通信端末装置をパケットの送信先として決定することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の基地局装置。
- 過去に通信端末装置から受信した伝搬路状況の報告値に基づいて今後の伝搬路状況を示す予測値を算出する予測算出手段を具備し、送信先決定手段は、前記予測値とその尤度を考慮して算出した予測判定値に基づいてパケットを送信する通信端末装置を決定することを特徴とする請求項６又は請求項７記載の基地局装置。
- 送信先決定手段は、現在の判定値が所定の第１閾値よりも高い通信端末装置を選択し、選択した通信端末装置についてのみ今後の伝搬路状況を予測することを特徴とする請求項８記載の基地局装置。
- 送信先決定手段は、予測判定値が最も高く所定の第２閾値よりも高い通信端末装置をパケットの送信先として決定することを特徴とする請求項８又は請求項９記載の基地局装置。
- 報告値を平均化する平均化手段を具備し、送信先決定手段は、平均化された報告値を用いてパケットの送信先を決定することを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれかに記載の基地局装置。
- 平均化手段は、逆拡散を行うパス数が少ないほど報告値の平均化長を長くすることを特徴とする請求項１１記載の基地局装置。
- 平均化手段は、ドップラー周波数が低いほど報告値の平均化長を長くすることを特徴とする請求項１１又は請求項１２記載の基地局装置。
- 判定値に基づいてパケットの符号化率及び変調方式を決定する変調方式決定手段を具備することを特徴とする請求項６から請求項１３のいずれかに記載の基地局装置。
- 変調方式決定手段は、再送回数に応じて判定値に対する符号化率、変調方式を調整することを特徴とする請求項１４記載の基地局装置。
- 伝搬路状況を示す報告値を取得する装置と、前記報告値の尤度を算出する装置と、前記報告値と前記尤度に基づいてパケットの送信先を決定する装置と、を具備することを特徴とするパケット伝送システム。
- 伝搬路状況を示す報告値を取得する工程と、前記報告値の尤度を算出する工程と、前記報告値と前記尤度に基づいてパケットの送信先を決定する工程と、を具備することを特徴とするパケット伝送方法。
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