JP3769007B2 - 通信システム、および通信方法 - Google Patents

Description

この発明は、高速で無線データ通信を行なう移動体通信の通信システム、基地局、および移動局に関するものである。

携帯電話に代表される移動体無線通信方式として、第３世代と呼ばれる複数の通信方式がＩＴＵ（国際電気通信連合）においてＩＭＴ―２０００として採用され、そのうち、Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式については、２００１年に日本において商用サービスが開始されている。
Ｗ−ＣＤＭＡ方式は、移動局当り最大２Ｍｂｐｓ（ｂｉｔ ｐｅｒ ｓｅｃｏｎｄ）程度の通信速度が得られることを目的としており、規格化団体である３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ；http://www.3gpp.org ）において、１９９９年にまとめられた規格のバージョンであるリリース９９（Ｒｅｌｅａｓｅ１９９９）版として最初の規格仕様が決定・公表されている。なお、Ｗ−ＣＤＭＡ ＦＤＤ方式全般に対する詳細な解説書としては非特許文献１がある。

Ｗ−ＣＤＭＡ移動通信方式；立川敬二 監修；丸善（株） ３ＧＰＰ規格書 ＴＲ２５．８５８ｖ１．１．２（２００２−０２）"Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ Ａｓｐｅｃｔｓ（Ｒｅｌｅａｓｅ５）"

図１は従来のＷ−ＣＤＭＡ方式の通信システムを示す一般的な概念図であり、図において、１は基地局（ＢＳ：Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）であり、２は基地局１と無線通信を実施する移動局（ＭＳ：Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）であり、３は下りリンクであり、３ａは基地局１が移動局２にデータを送信する際に使用される下りリンク３のうち移動局２に個別に割り当てられたもの（個別チャネル）であり、３ｂは下りリンク３のうち複数の移動局２に共通に送信されるもの（共通チャネル）であり、４は移動局２が基地局１にデータを送信する際に使用される上りリンク（個別チャネル）である。

Ｗ−ＣＤＭＡ方式としては、下りリンク３と上りリンク４を異なる無線周波数に割り当てる周波数分割多重（ＦＤＤ：Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）方式と、同じ無線周波数を用い時間で下りリンク３と上りリンク４と分離する時間分割多重（ＴＤＤ：Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）方式があるが、ここではＦＤＤ方式について説明する。

次に動作について説明する。
下りリンク３ａは、データ用チャネルであるＤＰＤＣＨ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄａｔａ ＣＨａｎｎｅｌ）と制御用チャネルであるＤＰＣＣＨ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ ＣＨａｎｎｅｌ）からなり、両チャネルは時間多重されて送信される。

下りリンク３ｂは、移動局２において基地局１と同期をとるためのパイロット信号を送信するＣＰＩＣＨ（Ｃｏｍｍｏｎ Ｐｉｌｏｔ ＣＨａｎｎｅｌ）である。

下りリンク３ａと下りリンク３ｂは、各々送信データに対し異なる拡散符号を掛けてチャネル間の分離処理がされた後、基地局１に割り当てられた基地局識別符号（いわゆるスクランブル符号）が掛けられて送信される。

上りリンク４は、データ用チャネルであるＤＰＤＣＨ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄａｔａ ＣＨａｎｎｅｌ）と制御用チャネルであるＤＰＣＣＨ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ ＣＨａｎｎｅｌ）からなり、ＩＱ多重されて送信される。

上りリンク４は、各々送信データに対し異なる拡散符号を掛けてチャネル間の分離処理がされた後、ＩＱ多重され、さらに移動局２に割り当てられた移動局識別符号（いわゆるスクランブル符号）が掛けられて送信される。

一方、近年のインターネットに代表される、下りリンク３の送信速度が上りリンク４の送信速度に比べて速く、大量のパケット（Ｐａｃｋｅｔ）データを送信する使用方法においては、基地局１が移動局２に送信する下りデータの更なる高速化を実現するため、従来の下りリンクの他に、高速パケット送信専用の下りリンクを新たに追加したＨＳＤＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ）が提案・検討されている（例えば、非特許文献２を参照）。図２は、ＨＳＤＰＡを示す構成図である。図において、５は高速パケット送信専用の下りリンクであり、６は上りリンクである。その他の構成要素は図１と等しい。

次に動作について説明する。
下りリンク５は、複数の移動局２で共有するいわゆる共有チャネルを用いて送信され、データ用チャネルであるＨＳ−ＤＳＣＨ（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ−Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ ＣＨａｎｎｅｌ）と制御データ用チャネルであるＨＳ―ＳＣＣＨ（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ−Ｓｈａｒｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ ＣＨａｎｎｅｌ）に分けられる。

ＨＳ−ＤＳＣＨでは、下りリンク環境（品質）に応じて適応的に変調方式（例えばＱＰＳＫ，１６ＱＡＭ）や誤り訂正符号化率などを変更可能とするＡＭＣ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ）が採用されることが決まっている。また、パケット送信が行なわれるので受信エラーに対して再送制御（ＡＲＱ：Ａｕｔｏ Ｒｅｐｅａｔ ｒｅＱｕｅｓｔ）が行なわれる。

また、上記両チャネル（ＨＳ−ＤＳＣＨ，ＨＳ―ＳＣＣＨ）は他の下りリンク（下りリンク３ａ，３ｂ）チャネルと同様にチャネル分離及び基地局識別がなされる。
なお、新たに下りリンク５を追加するに際して、移動局２が、下り高速パケットデータに対する応答データ（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）と、下りリンク品質情報（ＱＩ：Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）とを、基地局１に送信することが検討され、図２に示すように、その応答データを送信するための専用の制御用チャネル（上りリンク６）が追加されている。

上りリンク６については、従来の上りリンク用チャネルと同様にチャネル分離用の拡散符号により分離・識別したのち、従来の上りリンク４に追加ＩＱ多重する方向で検討されている。ＴＲ２５．８５８では、この専用の制御用チャネルを“ＨＳ−ＤＰＣＣＨ”（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ−Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ ＣＨａｎｎｅｌ）と記述している。

上記ＡＣＫ／ＮＡＣＫは下りリンク５で基地局１からデータが送信された場合に対し移動局２から送信されるが、ＱＩは周期的に移動局２から基地局１へ送信される方向で検討されている。従って送信は独立に行なわれることになる。
ＱＩの送信周期及びタイミングオフセットはパラメータとしてあらかじめ基地局１から指定され、その値（周期：ｋ、オフセット：ｏｆｆｓｅｔ）についてはＴＲ２５．８５８に記載されている。但し、現在その値及びその範囲は決定されておらず議論のための仮定値である。このｋの仮定値は０、１、５、１０、２０、４０、８０、１６０であり、各ｋにおけるｏｆｆｓｅｔの範囲としては０≦ｏｆｆｓｅｔ≦ｋ−ｌを取り得るとなっている。また、ｋ及びｌはパラメータであるので、通信途中において下りリンク環境の変動速度に合わせ変更することも可能である。

図３はＨＳ−ＤＰＣＣＨのフォーマットを示す図である。以下にＨＳ−ＤＰＣＣＨのフォーマットについて説明する。
ＡＣＫ／ＮＡＣＫ用のデータ領域とＱＩ用のデータ領域は時間的に分離され、ＱＩにはＡＣＫ／ＮＡＣＫの２倍の時間が割り当てられることが検討されている。両者を合わせて２ｍｓの時間を単位（Ｓｕｂｆｒａｍｅ）として規定される。Ｓｕｂｆｒａｍｅはまた、ＨＳＤＰＡ用下りリンク５の送信単位でもある。
周期ｋ及びｏｆｆｓｅｔの値はこのＳｕｂｆｒａｍｅを単位として表す。

図４は、ＱＩの送信タイミングを抜き出して示した図である。ここでは、周期ｋ＝５を割り当てられた移動局（ＭＳ）が３台、ｋ＝１を割り当てられた移動局（ＭＳ）が１台の場合を例として示している。ｋ＝５の移動局には異なったｏｆｆｓｅｔ（＝０、１、２）が、ｋ＝１の移動局にはｏｆｆｓｅｔ＝０が与えられているが周期が１のため連続的に送信する。

現在、周期ｋの値としては、０、１、５、１０、２０、４０、８０、１６０が仮定されているが、特に根拠は示されていない。なお、ｋ＝０は送信なしを意味することが仮定されている。

図５は、ＨＳＤＰＡを可能とする基地局の想定内部ブロック図の一例を示す図であり、図６は、ＨＳＤＰＡを可能とする移動局の想定内部ブロック図の一例を示す図である。図５において、２００ａ，２００ｂ，２００ｃはスペクトル拡散器であり、２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃはスクランブル器であり、２０２は加算器であり、２０３は（送信用）周波数変換器であり、２０４は送受信アンテナであり、２０５はＡＭＣ動作及び再送タイミングを行なうＡＲＱ制御器、２０６は（受信用）周波数変換器、２０７は逆スクランブル器であり、２０８ａ，２０８ｂは逆拡散器であり、２０９は（時間）分割器であり、２１０はＱＩからＭＣＳを選択するための表であり、２１１はＭＣＳ制御器である。ＭＣＳについては後述する。

図６において、３００ａ，３００ｂはスペクトル拡散器であり、３０１ａ，３０１ｂはスクランブル器であり、３０２は加算器であり、３０３は（送信用）周波数変換器であり、３０４は送受信アンテナであり、３０５は（時間）合成器であり、３０６は（受信用）周波数変換器であり、３０７は逆スクランブル器であり、３０８ａ，３０８ｂ，３０８ｃ）は逆拡散器であり、３０９はＱＩ送信制御器であり、３１０は換算器であり、３１１はＱＩ送信タイミング制御器であり、３１２はデータ判定器であり、３１３はＡＣＫ／ＮＡＣＫ送信タイミング制御器である。

図５および図６において、ＱＩ送信タイミングを決定するためのパラメータ（ｋ、ｏｆｆｓｅｔ）は、従来チャネルのデータであるＤＰＤＣＨの一部として送信され、移動局に通知されるものとする。また、下りリンク品質評価方法としては、ここでは移動局において評価したＣＰＩＣＨのＳＮ比を用いる場合を仮定する。これは、ＣＰＩＣＨは常に一定の送信パワーで送信されており、下りリンク品質を評価可能であることによる。

次に、基地局からの送信動作、および基地局における受信動作について説明する。
共通チャネルであるＣＰＩＣＨ及び個別チャネルであるＤＰＤＣＨ／ＤＰＣＣＨのデータは各々スペクトル拡散器２００ａ及びスペクトル拡散器２００ｂで異なるチャネル拡散符号により公知の一般的な技術でスペクトル拡散されたのち、スクランブル器２０１ａ及びスクランブル器２０１ｂにおいて移動局識別用の符号（スクランブル符号）を公知の一般的な技術で掛けられ加算器２０２に入力される。

ＨＳＤＰＡ用チャネルであるＨＳ―ＤＤＳＣＨ／ＨＳ−ＳＣＣＨのデータは、ＨＳＤＰＡ用チャネルが複数移動局への下りリンクを送信するための共有チャネルであること、パケットデータを送信することから、ＡＲＱ制御器２０５に入力されてその送信タイミングを制御される。ＡＲＱ制御器２０５出力はスペクトル拡散器２００ｃにより公知の一般的な技術でスペクトル拡散されたのち、スクランブル器２０１ｃにおいて移動局識別用の符号を公知の一般的な技術で掛けられ加算器２０２に入力される。

加算器２０２にて加算されたデータはいわゆるベースバンド周波数信号として、（送信用）周波数変換器２０３にて公知の一般的な技術で無線周波数信号に変換されたのち、送受信アンテナ２０４から移動局へ下りリンクとして送信される。

一方、送受信アンテナ２０４により受信された移動局からの無線周波数信号は（受信用）周波数変換器２０６にて公知の一般的な技術でベースバンド信号に変換される。ベースバンド信号は逆スクランブル器２０７において、受信した移動局の識別番号であるスクランブル符号を公知の一般的な技術で掛けられる。

ＨＳ―ＤＰＣＣＨは逆拡散器２０８ａで公知の一般的な技術で逆拡散されて元の送信データとして取り出され、（時間）分割器２０９でＡＣＫ／ＮＡＣＫデータとＱＩ情報データが各々が分離される。パケット応答であるＡＣＫ／ＮＡＣＫデータはＡＲＱ制御器２０５に入力され、応答に従って再送及びタイミング制御がされる。

（時間）分割器２０９で分離されたＱＩデータは、表２１０において下りリンク品質（ＱＩ）に応じたパケット送信用の変調・符号化形式（ＭＣＳ：Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ＆ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ）情報に変換される。表２１０から出力されたＭＣＳ情報はＭＣＳ制御器２１１に入力され、ＭＣＳ制御器２１１からＡＭＣ操作を制御する信号がＡＲＱ制御器２０５に入力され、ＡＭＣ動作が行なわれる。
上り従来チャネルであるＤＰＤＣＨ／ＤＰＣＣＨは、逆拡散器２０８ｂにおいて逆拡散されて元の送信データに戻される。

次に、移動局の動作について図６を用いて説明する。
まず、移動局からの送信動作、続いて移動局における受信動作について説明する。
移動局から送信される従来チャネルであるＤＰＤＣＨ／ＤＰＣＣＨのデータは、スペクトル拡散器３００ａでチャネル分離用拡散符号により公知の一般的な技術でスペクトル拡散されたのち、スクランブル器３０１ａにおいて移動局識別用の符号を公知の一般的な技術で掛けられ加算器３０２に入力される。

ＨＳＤＰＡ用チャネルであるＨＳ−ＤＰＣＣＨのデータ（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ、及びＱＩ）は、送信データがある場合には（時間）合成器３０５にてフォーマットに合うように時間多重合成され、スペクトル拡散器３００ｂでチャネル拡散符号により公知の一般的な技術でスペクトル拡散されたのち、スクランブル器３０１ｂにおいて移動局識別用の符号を公知の一般的な技術で掛けられ加算器３０２に入力される。

加算器３０２にて加算されたスクランブル器３０１ａ及びスクランブル器３０１ｂの出力は、いわゆるベースバンド周波数信号として、（送信用）周波数変換器３０３にて公知の一般的な技術で無線周波数信号に変換されたのち、送受信アンテナ３０４から基地局へ上りリンクとして送信される。

一方、送受信アンテナ３０４により受信された基地局からの無線周波数信号は（受信用）周波数変換器３０６にて公知の一般的な技術でベースバンド信号に変換される。ベースバンド信号は逆スクランブル器３０７において、受信した基地局の識別番号であるスクランブル符号を公知の一般的な技術で掛けられる。

従来チャネルであるＤＰＤＣＨ／ＤＰＣＣＨは逆拡散器３０８ａで公知の一般的な技術で逆拡散されることにより元のデータとして取り出されると同時に、ＱＩ送信制御器３０９に入力されてＱＩ送信パラメータを取り出して保持する。

共通チャネルであるＣＰＩＣＨは逆拡散器３０８ｂで公知の一般的な技術で逆拡散される。逆拡散器３０８ｂの出力を元に、換算器３１０にてＣＰＩＣＨのＳＮ比を算出し、送信するＱＩ情報データが作成され、ＱＩ送信タイミング制御器３１１にてＱＩ送信制御器３０９のパラメータを元にタイミングが制御されてＨＳ−ＤＰＣＣＨとなって送信される。

ＣＰＩＣＨのＳＮ比とＱＩ情報データとの対応例として、例えば、以下の表１に示す関係を予め規格で規定することにより、ＱＩデータのみで基地局及び移動局はＡＭＣ制御されたデータを送受信することが可能である。

ＨＳＤＰＡ用チャネルであるＨＳ−ＳＤＣＨ／ＨＳ−ＳＣＣＨは逆拡散器３０８ｃで公知の一般的な技術で逆拡散されデータが取り出される。データ判定器３１２では、取り出されたパケットデータのエラーの有無を判定し、エラーがない場合はＡＣＫを、エラーがある場合はＮＡＣＫを発生し、ＡＣＫ／ＮＡＣＫデータはＡＣＫ／ＮＡＣＫ送信タイミング制御器３１３にてタイミング制御され、ＨＳ−ＤＰＣＣＨとして送信される。

図７は従来の通信システムのＱＩ送信タイミングの一例を示す図である。
図７では、ｋ＝５の移動局が３台、異なるｏｆｆｓｅｔ値（ｏｆｆｓｅｔ＝０，１，２）で、また、ｋ＝１０の移動局が１台、ｏｆｆｓｅｔ＝０で、各々ＱＩ送信している状態を示している。

ｋ及びｏｆｆｓｅｔの値は、各移動局に対する下りリンクの環境変化や品質などにより異なる値が基地局から通知されるため、各移動局毎に異なる可能性がある。

このように、ｋの異なる移動局が存在する場合に、ｋの取り得る値が５と１０のように倍数関係にあると、ｏｆｆｓｅｔの与え方によって、特定の移動局の組合せにおいて送信タイミングが重なる確率が増加する（図７ではｏｆｆｓｅｔ＝０の２台の移動局（ＭＳ＃１，ＭＳ＃４）が重なっている）。
さらに、移動局同士が近距離にある場合には、移動局間の干渉を増加させることにつながる。

従来の通信システムは以上のように構成されているので、ＱＩ送信周期パラメータの（０、１以外の）取り得る値が倍数関係にあるために、干渉が生じるという課題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、下りリンク品質情報を移動局が可変周期的に報告する通信方式において、特定の移動局の組合せにおける送信衝突の確率を低減し、また移動局間干渉を低減する通信システムを目的とする。

この発明に係る通信システムは、高速パケットデータ伝送用の高速パケットデータチャンネルを用いて移動局に対してデータを送信する基地局と、前記高速パケットデータチャンネルを含む下りリンクの品質情報を前記基地局に周期的に送信する移動局を含む通信システムにおいて、前記移動局は、前記高速パケットデータチャンネルによって前記基地局から送信されたデータに対する応答信号を送信する制御チャンネルを用いて、０、１、互いに倍数関係にない２個以上の正の偶数、及び、前記互いに倍数関係にない２個以上の正の偶数以上の値であって互いに倍数関係を有する２個以上の正の偶数を含む集合に基づいて選択された送信周期に基づいて、前記品質情報を前記基地局に送信するものである。

この発明に係る通信システムは、高速パケットデータ伝送用の高速パケットデータチャンネルを用いて移動局に対してデータを送信する基地局と、前記高速パケットデータチャンネルを含む下りリンクの品質情報を前記基地局に周期的に送信する移動局を含む通信システムにおいて、前記移動局は、０、１、互いに倍数関係にない２個以上の正の偶数、及び、前記互いに倍数関係にない２個以上の正の偶数以上の値であって互いに倍数関係を有する２個以上の正の偶数を含む集合に基づいて選択された送信周期、及び基地局から高速パケットデータチャンネルを用いて伝送された高速パケットデータを受信する受信部と、この受信部が受信した前記送信周期に基づいて、前記高速パケットデータの受信結果に応じた応答信号とあわせて２ｍｓの時間長となるサブフレーム単位で前記品質情報を前記基地局に送信する送信部とを設けたものである。

この発明に係る通信方法は、送信周期を移動局に通知する周期通知ステップと、基地局に下りリンクの品質情報を周期的に送信する品質情報送信ステップと、高速パケットデータチャンネルによって前記基地局から送信されたデータに対する応答信号を制御チャンネルを用いて送信する応答信号送信ステップを含む通信方法において、前記品質情報送信ステップは、０、１、互いに倍数関係にない２個以上の正の偶数、及び、前記互いに倍数関係にない２個以上の正の偶数以上の値であって互いに倍数関係を有する２個以上の正の偶数を含む集合に基づいて選択された送信周期に基づいて、前記品質情報を前記制御チャンネルを用いて送信するものである。

この発明に係る通信方法は、送信周期を移動局に通知する周期通知ステップと、基地局に下りリンクの品質情報を周期的に送信する品質情報送信ステップと、高速パケットデータチャンネルによって前記基地局から送信されたデータに対する応答信号を制御チャンネルを用いて送信する応答信号送信ステップを含む通信方法において、前記周期通知ステップは、０、１、互いに倍数関係にない２個以上の正の偶数、及び、前記互いに倍数関係にない２個以上の正の偶数以上の値であって互いに倍数関係を有する２個以上の正の偶数を含む集合に基づいて選択された前記送信周期を通知し、前記品質情報送信ステップは、前記送信周期に基づいて、前記応答信号とあわせて２ｍｓの時間長となるサブフレーム単位で前記品質情報を前記基地局に送信するものである。

また、特定の移動局の組合せにおける送信衝突確率を低減し、また移動局間干渉を低減できるという効果がある。

また、特定の移動局の組合せにおける送信衝突確率を低減し、また移動局間干渉を低減できるという効果がある。

また、特定の移動局の組合せにおける送信衝突確率を低減し、また移動局間干渉を低減できるという効果がある。

また、特定の移動局の組合せにおける送信衝突確率を低減し、また移動局間干渉を低減できるという効果がある。

以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための最良の形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図８はこの発明の実施の形態１による通信システムのＱＩ送信タイミングの一例を示す図である。ここではｋの取り得る値の範囲の１例として、ｋ∈｛０，１，５，１１，１９，４１，８３，１６１｝を取ることが規定されているものとする。図８では、ｋ＝５の移動局が３台、異なるｏｆｆｓｅｔ値（０，１，２）で、また、ｋ＝１１の移動局が１台、ｏｆｆｓｅｔ＝０で、各々ＱＩ送信している状態であることを示している。これに対して、従来の通信システムＱＩ送信タイミングの一例を示す図７では、ｋ＝５の移動局が３台、異なるｏｆｆｓｅｔ値（０，１，２）で、また、ｋ＝１０の移動局が１台、ｏｆｆｓｅｔ＝０で、各々ＱＩ送信している状態が示されている。

なお、この実施の形態１の通信システムの構成は、図２に示されたＨＳＤＰＡと等しい構成であってよい。

次に動作について説明する。
この実施の形態１では、ｋの異なる移動局が存在する場合に、ｋの取り得る値が５と１１のように倍数関係にない素数から選ばれるようにしているので、送信衝突が発生する周期（２つのｋ（５と１１）の最小公倍数）が５５となり、従来通信システムでの５と１０の最小公倍数である１０に比べて長くなることにより衝突確率が低減すると同時に、衝突する移動局の組合せが時間と共に変わっていくので、特定の移動局の組合せにおいて送信タイミングが重なる確率が低減される。

なお、この実施の形態１においては、０、１以外のｋの取り得る値として素数から選ばれた値を用いているが、倍数関係にない値であれば偶数であってもよい。例えば、ｋ＝｛０、１、４、１０、２２、．．．｝など偶数の値からも選べるので、ｋの値として基地局の選択の自由度が増えるという効果がある。

また、この実施の形態１においては、０、１以外のｋの取り得る全ての値として素数から選ばれた値を用いているが、ｋの値が大きい場合には、もともと衝突確率が小さく、問題となるのはｋが小さい値をとる場合である。従って、全てを素数から選ぶ必要はなく、小さい値のｋにおいて素数から選ぶようにして、大きい値のｋは従来と同じ値を指定するようにしても実質的に同様な効果が得られることはいうまでもない。

以上のように、この実施の形態１の通信システムは、基地局（１）から移動局（２）への下りリンク（３）の品質情報（ＱＩ）を、変更可能な周期（ｋ）で移動局（２）から基地局（１）に送信し、送信された品質情報（ＱＩ）を元に下りリンク（３）で基地局（１）から送信するデータの送信フォーマットを変更して伝送速度を変化させるチャネル（５）を含む通信システムにおいて、移動局（２）の各々の周期（ｋ）の値が、０、１、および互いに倍数関係にない２個以上の正の整数、および互いに倍数関係にない２個以上の正の整数よりも大きい０個以上の正の整数から選択されるものである。

この実施の形態１の通信システムは、互いに倍数関係にない２以上の正の整数が、素数であるものである。

以上の説明では、実施の形態１を通信システムとして説明したが、実施の形態１を通信システムを構成する基地局および移動局のいずれかとして実現してもよい。

この実施の形態１の基地局は、基地局（１）から移動局（２）への下りリンク（３）の品質情報（ＱＩ）を移動局（２）が基地局（１）へ送信する周期（ｋ）を、互いに倍数関係にない少なくとも二つの周期を含む複数の周期の候補から選択し、その選択した周期を移動局（２）に対して指示するものである。

この実施の形態１の移動局は、基地局（１）から移動局（２）への下りリンク（３）の品質情報（ＱＩ）を、互いに倍数関係にない少なくとも二つの周期（ｋ）を切り替えて基地局（１）へ送信可能であるものである。

この実施の形態１の移動局は、互いに倍数関係にない少なくとも二つの周期はいずれも単位周期（ｋ＝１）のｎ倍であり、ｎは２以上の正の整数であるものである。

この実施の形態１の移動局は、基地局（１）は品質情報（ＱＩ）に基づいて、ＤＰＤＣＨと共に下りリンク（３）において用いられるデータチャンネルの変調方式を変更するものである。

この実施の形態１の移動局は、基地局（１）は品質情報（ＱＩ）に基づいて、ＤＰＤＣＨと共に下りリンク（３）において用いられるデータチャンネルの誤り訂正符号化率を変更するものである。

以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、特定の移動局の組合せにおける各移動局の周期ｋを、倍数関係にない値となるようにしたので、特定の移動局の組合せにおける送信衝突確率を低減し、また移動局間干渉を低減できるという効果を奏する。

この実施の形態１によれば、特定の移動局の組合せにおける各移動局の周期ｋを、倍数関係にない素数となるようにしたので、特定の移動局の組合せにおける送信衝突確率を低減し、また移動局間干渉を低減できるという効果を奏する。

この実施の形態１によれば、基地局から移動局への下りリンクの品質情報を移動局が基地局へ送信する周期を、互いに倍数関係にない少なくとも二つの周期を含む複数の周期の候補から選択し、その選択した周期を移動局に対して指示するようにしたので、特定の移動局の組合せにおける送信衝突確率を低減し、また移動局間干渉を低減できるという効果を奏する。

この実施の形態１によれば、基地局から移動局への下りリンクの品質情報を、互いに倍数関係にない少なくとも二つの周期を切り替えて基地局へ送信可能であるようにしたので、特定の移動局の組合せにおける送信衝突確率を低減し、また移動局間干渉を低減できるという効果を奏する。

この実施の形態１によれば、互いに倍数関係にない少なくとも二つの周期はいずれも単位周期のｎ倍であり、ｎは２以上の正の整数であるようにしたので、特定の移動局の組合せにおける送信衝突確率を低減し、また移動局間干渉を低減できるという効果を奏する。
この実施の形態１によれば、基地局は品質情報に基づいて、ＤＰＤＣＨと共に下りリンクにおいて用いられるデータチャンネルの変調方式を変更するようにしたので、特定の移動局の組合せにおける送信衝突確率を低減し、また移動局間干渉を低減できるという効果を奏する。

この実施の形態１によれば、基地局は品質情報に基づいて、ＤＰＤＣＨと共に下りリンクにおいて用いられるデータチャンネルの誤り訂正符号化率を変更するようにしたので、特定の移動局の組合せにおける送信衝突確率を低減し、また移動局間干渉を低減できるという効果を奏する。

実施の形態２．
実施の形態２では、ｋのとりうるの最大値が、ｋ＝｛０,１，５，１１，．．．，５３｝の５３のように、最大値より小さい任意の２つのｋの値の最小公倍数と一致しないようにしている。これにより、最大のｋの値まで衝突確率が低減される。

さらに、このｋ＝｛０,１，５，１１，．．．，５３｝のように、最大値が最大値より小さい２つのｋの値の最小公倍数より小さい値となっていることで、０、１以外の小さい値である５と１１の最小公倍数である５５より小さいので、（０、１以外の）どの２つのｋを割り当てられた２つの移動局においてもその衝突周期はｋの最大値より大きくなり、ＱＩ送信が衝突する確率も低減される。

なお、実施の形態２において、さらに実施の形態１の条件を考慮したｋの値となっていることにより、より確実にＱＩ送信が衝突する確率も低減される。

以上のように、この実施の形態２の通信システムは、基地局（１）から移動局（２）への下りリンク（３）の品質情報（ＱＩ）を変更可能な周期（ｋ）で移動局（２）から基地局（１）に送信し、送信された品質情報（ＱＩ）を元に下りリンク（３）で基地局（１）から送信するデータの送信フォーマットを変更して伝送速度を変化させるチャネル（５）を含む通信システムにおいて、移動局（２）の各々の周期（ｋ）の値が、０、１、および２以上の正の整数から選択され、正の整数の最大値が、最大値以外の正の整数のうちの任意の２つの整数の最小公倍数と異なるものである。
この実施の形態２の通信システムは、最大値が、最小公倍数より小さいものである。

以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、特定の移動局の組合せにおける各移動局の周期ｋを、０、１、および２以上の正の整数から選択し、正の整数の最大値が、最大値以外の正の整数のうちの任意の２つの整数の最小公倍数と異なるようにしたので、最大値のｋの値まで衝突確率が低減されるという効果を奏する。

この実施の形態２によれば、正の整数の最大値が、最大値以外の正の整数のうちの任意の２つの整数の最小公倍数より小さくなるようにしたので、２つの移動局においてもその衝突周期はｋの最大値より大きくなり、ＱＩ送信が衝突する確率も低減されるという効果を奏する。

実施の形態３．
実施の形態３では、ｋのとりうる（０、１以外の）値として、大きいｋの値が小さいｋから求められるように関係を規定された値となっている場合として「小さい２つのｋの最小公倍数＋１」の関係をもつものとした。このようにｋの値を考えると、０、１、２、３、５、７、１１、１５、１６、２２、２３、３１、３３、３４、４９、、、となり、実施の形態１で規定された「倍数関係にない値」と同様な値が得られるので、特定の移動局のＱＩ送信が衝突する確率が低減される。

また、小さいｋの値と大きいｋの値との間に一意な関係を設定することにより小さいｋから大きいｋを求めることができるので、必要に応じて大きい値を求めれば良く、ｋの値が多い場合に基地局に全てのｋの取り得る値を記憶しておく必要がないという効果がある。

なお、実施の形態３においては、「（小さい２つのｋの最小公倍数）＋１」の場合を示したが、同様なｋの値をもつ他の関係、例えば「（小さい２つのｋの最小公倍数）＋３」等であっても良いことはいうまでもない。

以上のように、この実施の形態３の通信システムは、基地局（１）から移動局（２）への下りリンク（３）の品質情報（ＱＩ）を変更可能な周期（ｋ）で移動局（２）から基地局（１）に送信し、送信された品質情報（ＱＩ）を元に下りリンク（３）で基地局（１）から送信するデータの送信フォーマットを変更して伝送速度を変化させるチャネル（５）を含む通信システムにおいて、移動局（２）の各々の周期（ｋ）の値が、０、１、および２以上の正の整数から選択され、正の整数の値が、小さい値から大きい値が求められる関係にあるものである。

以上で明らかなように、この実施の形態３によれば、特定の移動局の組合せにおける各移動局の周期ｋを、０、１、および２以上の正の整数から選択し、正の整数の値が、小さい値から大きい値が求められる関係にあるようにしたので、特定の移動局のＱＩ送信が衝突する確率が低減され、ｋの値が多い場合にも基地局に全てのｋの取り得る値を記憶しておく必要がないという効果を奏する。

実施の形態４．
図９は、この発明の実施の形態４による通信システムを示す図である。図９において、１ａ、１ｂ、１ｃは基地局であり、１０ａ、１０ｂ、１０ｃは各基地局１ａ、１ｂ、１ｃの通信範囲（セル）であり、２ａ、２ｂは移動局であり、２０は基地局間通信線であり、６ａ、６ｂは各々移動局２ａ、２ｂからのＨＳ−ＤＰＣＣＨ送信である。

なお、図９では、説明を分かりやすくするために、基地局１と移動局２とのリンク（チャネル）のうち、移動局２から基地局１への上りリンク６（６ａ、６ｂ：ＨＳ−ＤＰＣＣＨ送信）のみを示している。

次に動作について説明する。
実施の形態１〜実施の形態３においては、１つの基地局に対するＱＩ送信タイミング制御に係わるｋの値の選定方法を示していたが、この実施の形態４においては複数の基地局が存在してセルが重なり合う場合を考える。

一般的に、基地局を配置する場合には、通信が途切れないようにセルが重なるように配置する。その場合、図９に示すように、セルが重なる領域においては、近在する複数の移動局２ａ、２ｂが異なる基地局１ａ、１ｂに対しＱＩ送信を行なうと、ｋのとりうる値の組が同じ場合に、送信の衝突確率が増加すると同時に、移動局間干渉が増加する。

このとき、基地局間通信線２０によりお互いのｋの取り得る値の情報を通知し、お互いに異なるｋの組を用いることでＱＩ送信の衝突確率が低減されると同時に、移動局間干渉が低減される。
特に衝突が問題となりやすい値の小さいｋを異なる値に指定する。

例えば極端な場合、基地局１ａにおいては、ｋ＝｛０，１，５，１１，２１，，，，｝、基地局１ｂにおいては、ｋ＝｛０，１，６，１１，２１，，，，｝、基地局１ｃにおいては、ｋ＝｛０，１，７，１１，２１，，，，｝のように、０、１以外の最も小さいｋを基地局により変えるだけでも、基地局全体として考えても、ＱＩ送信の衝突確率が低減されると同時に、移動局間干渉が低減される。

なお、基地局によってｋの取り得る値を変える方法として、上記実施の形態３のような関係に設定された値として、「（小さい２つのｋの最小公倍数）＋１」、「（小さい２つのｋの最小公倍数）＋２」、「（小さい２つのｋの最小公倍数）＋３」、のようにして設定されていても良い。

また、実施の形態４においては、各基地局のｋの組の値を基地局間通信線２０により通知しているが、各基地局がｋの値の情報を報知し他の基地局がそれを受信するようにして各基地局が自律的に異なるｋの組を設定するなど他の方法を用いるようにしても良い。

以上のように、この実施の形態４の通信システムは、基地局（１）から移動局（２）への下りリンク（３）の品質情報（ＱＩ）を変更可能な周期（ｋ）で移動局（２）から基地局（１）に送信し、送信された品質情報（ＱＩ）を元に下りリンク（３）で基地局（１）から送信するデータの送信フォーマットを変更して伝送速度を変化させるチャネル（５）を含む通信システムにおいて、上記基地局（１）の各々において取り得る値が互いに異なる上記周期（ｋ）で、移動局（２）からの品質情報（ＱＩ）を受信するものである。

この実施の形態４の通信システムは、基地局（１）の各々が移動局（２）からの品質情報（ＱＩ）を受信する周期（ｋ）が、基地局（１）の各々の間を接続する基地局間通信線（２０）を介して伝達されるものである。

以上で明らかなように、この実施の形態４によれば、基地局がお互いのｋの取り得る値の情報を通知し、お互いに異なるｋの組を用いるようにしたので、ＱＩ送信の衝突確率が低減されると同時に、移動局間干渉が低減されるという効果を奏する。

この実施の形態４によれば、周期ｋが、基地局の各々の間を接続する基地局間通信線を介して伝達されるようにしたので、お互いに異なるｋの組を用いることでＱＩ送信の衝突確率が低減されると同時に、移動局間干渉が低減されるという効果を奏する。

従来の通信システムを示す構成図である。 ＨＳＤＰＡを示す構成図である。 ＨＳ−ＤＰＣＣＨのフォーマットを示す図である。 ＱＩの送信タイミングを抜き出して示した図である。 ＨＳＤＰＡを可能とする基地局の想定内部ブロック図の一例を示す図である。 ＨＳＤＰＡを可能とする移動局の想定内部ブロック図の一例を示す図である。 従来の通信システムのＱＩ送信タイミングの一例を示す図である。 この発明の実施の形態１による通信システムのＱＩ送信タイミングの一例を示す図である。 この発明の実施の形態４による通信システムを示す図である。

Claims (4)

1. 高速パケットデータ伝送用の高速パケットデータチャンネルを用いて移動局に対してデータを送信する基地局と、前記高速パケットデータチャンネルを含む下りリンクの品質情報を前記基地局に周期的に送信する移動局を含む通信システムにおいて、
   前記移動局は、前記高速パケットデータチャンネルによって前記基地局から送信されたデータに対する応答信号を送信する制御チャンネルを用いて、０、１、互いに倍数関係にない２個以上の正の偶数、及び、前記互いに倍数関係にない２個以上の正の偶数以上の値であって互いに倍数関係を有する２個以上の正の偶数を含む集合に基づいて選択された送信周期に基づいて、前記品質情報を前記基地局に送信することを特徴とする通信システム。
2. 高速パケットデータ伝送用の高速パケットデータチャンネルを用いて移動局に対してデータを送信する基地局と、前記高速パケットデータチャンネルを含む下りリンクの品質情報を前記基地局に周期的に送信する移動局を含む通信システムにおいて、
   前記移動局は、０、１、互いに倍数関係にない２個以上の正の偶数、及び、前記互いに倍数関係にない２個以上の正の偶数以上の値であって互いに倍数関係を有する２個以上の正の偶数を含む集合に基づいて選択された送信周期、及び基地局から高速パケットデータチャンネルを用いて伝送された高速パケットデータを受信する受信部と、
   この受信部が受信した前記送信周期に基づいて、前記高速パケットデータの受信結果に応じた応答信号とあわせて２ｍｓの時間長となるサブフレーム単位で前記品質情報を前記基地局に送信する送信部とを設けたことを特徴とする通信システム。
3. 送信周期を移動局に通知する周期通知ステップと、基地局に下りリンクの品質情報を周期的に送信する品質情報送信ステップと、高速パケットデータチャンネルによって前記基地局から送信されたデータに対する応答信号を制御チャンネルを用いて送信する応答信号送信ステップを含む通信方法において、
   前記品質情報送信ステップは、０、１、互いに倍数関係にない２個以上の正の偶数、及び、前記互いに倍数関係にない２個以上の正の偶数以上の値であって互いに倍数関係を有する２個以上の正の偶数を含む集合に基づいて選択された送信周期に基づいて、前記品質情報を前記制御チャンネルを用いて送信することを特徴とする通信方法。
4. 送信周期を移動局に通知する周期通知ステップと、基地局に下りリンクの品質情報を周期的に送信する品質情報送信ステップと、高速パケットデータチャンネルによって前記基地局から送信されたデータに対する応答信号を制御チャンネルを用いて送信する応答信号送信ステップを含む通信方法において、
   前記周期通知ステップは、０、１、互いに倍数関係にない２個以上の正の偶数、及び、前記互いに倍数関係にない２個以上の正の偶数以上の値であって互いに倍数関係を有する２個以上の正の偶数を含む集合に基づいて選択された前記送信周期を通知し、
   前記品質情報送信ステップは、前記送信周期に基づいて、前記応答信号とあわせて２ｍｓの時間長となるサブフレーム単位で前記品質情報を前記基地局に送信することを特徴とする通信方法。

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