JP4421935B2 - 無線基地局装置及び無線通信制御方法 - Google Patents

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Description

本発明は、無線基地局装置及び無線通信制御方法に係り、特に、移動通信システムにおける下り無線品質情報に基づいて送信フォーマットを制御する適応変調・適応符号化(AMC: Adaptive Modulation and Coding)を行う無線基地局装置及び無線通信制御方法に関する。
移動通信システムの下りリンクにおいて、無線基地局が、移動局との間で通信を行う際に、下りリンクの無線状態に応じて適応的に下りリンクの送信フォーマット、例えば、変調方式や符号化率を変化させて、下りリンクの送信を行う場合がある。このような制御は、適応変調・適応符号化（ＡＭＣ）と呼ばれている。
ＡＭＣにおいては、移動局が下りリンクの無線状態を監視し、該無線状態を無線基地局に上りリンクを用いて通知する。ここで、下りリンクの無線状態とは、例えば、ＳＩＲやＣＩＲ、受信電力等である。
無線基地局は、上記のようにして移動局より通知される下りリンクの無線状態と、下りリンクに使用可能な無線リソースに基づいて、下りリンクの送信フォーマット、例えば、変調方式や符号化率を決定して、下りリンクの送信を行う。これにより、下りリンクの無線状態に応じて通信を行うことができる。すなわち、移動局が無線基地局近傍に位置する、あるいは移動速度が小さい等のような無線状態が良い場合には、より高速の伝送速度で通信を行うことのできる送信フォーマットを用いて送信を行い、移動局がセル端に位置する、あるいは移動速度が大きいなどのような無線状態が悪い場合には、より低速の伝送速度で通信を行うことのできる送信フォーマットを用いて送信を行うことができるため、伝搬環境の変動に応じた、効率的な通信を行うことが可能となる。
こうしたＡＭＣの技術は、第３世代移動通信システム、いわゆるＩＭＴ−２００００の高速ダウンリンクパケットアクセス（HSDPA: High Speed Downlink Packet Access）での採用が決まっている。
ＨＳＤＰＡ は、３ＧＰＰのＲｅｌｅａｓｅ５で標準化（例えば、非特許文献１、２参照）された新しい通信方式で、従来のＷ−ＣＤＭＡ方式の５倍以上の通信速度を実現する。また、３ＧＰＰ２でも、上記同様の観点から下り方向の高速データ専用の伝送方式「１ｘ−ＥＶＤＯ」の標準化が行われている(例えば、非特許文献３参照)。なお、ｃｄｍａ２０００ １ｘＥＶＤＯにおいて、“ＤＯ”はＤａｔａ Ｏｎｌｙの意味である。
上記のように、ＨＳＤＰＡでは、移動局と無線基地局との間の無線状態に応じて無線チャネルの変調方式や符号化率を制御するＡＭＣが用いられている。ここで、移動局が、上りリンクを用いて、下りリンクの無線状態を通知するための制御情報（無線品質情報）は、Channel Quality Indicator（CQI）と呼ばれ、上りリンクのＨＳＤＰＡのための個別制御チャネルＨＳ−ＤＰＣＣＨにマッピングされている。
また、一般的に、移動局は、上記ＣＱＩを、下りリンクの共有パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ）のシンボルから求めたＳＩＲに基づいて算出する。さらに、その算出されるＣＱＩは、そのＣＱＩから求められる送信フォーマットを受信した際にトランスポートブロックの誤り率（BLER: Block Error Rate）が１０%となるように算出されている。
図６は、従来の無線基地局のＭＡＣ−ｈｓ処理部の機能ブロックを示す図である。同図において、無線基地局のＭＡＣ−ｈｓ(Medium Access Control-HSDPAの略称)処理部１１２では、ＣＱＩ取得部１１０は、レイヤー１処理部１１１で復号処理されたＣＱＩをレイヤー１処理部１１１から受けとり、ＴＦＲ(Transport Format and Resource)選択部１７０に送る。ＭＡＣ−ｈｓリソース計算部１２０は、ＨＳ−ＤＳＣＨに割り当てる無線リソース（電カリソースや符号リソース、ハードウェアリソースなど）を計算するＨＳ−ＤＳＣＨパワーリソース計算部１２１と、ＨＳ−ＤＳＣＨコードリソース計算部１２２とを備える。
ＴＦＲ選択部１７０は、選択されたユーザのデータについて、ＣＱＩ取得部１１０から受けとったＣＱＩや、ＭＡＣ−ｈｓリソース計算部１２０で計算されたＨＳ−ＤＳＣＨに割り当てる無線リソース、すなわち、電力リソースとコードリソースとを用いて、下りリンクの送信フォーマット、すなわち、変調方式、コード数、トランスポートブロックサイズ（TBS: Transport Block Size）、パワーオフセット（Power Offset）を決定する。このようにして決定された下りリンクの送信フォーマット及び送信電力はレイヤー1処理部１１１に通知され、レイヤー1処理部１１１より上記送信フォーマットを用いて下りリンクの送信が行われる。
また、ＨＳＤＰＡにおいては、無線基地局と移動局は、ハイブリッド自動再送要求（H-ARQ ：Hybrid Automatic Repeat Request ）制御も同時に行っており、移動局は、下りリンクを受信し、受信データの復号結果（OK or NG）を、下りリンクに関する送達確認情報として、上記ＨＳ−ＤＰＣＣＨにマッピングして上りリンクにて送信する。ここで、下りリンクの送達確認情報としては、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ／ＤＴＸがある。ＡＣＫは、送達確認ＯＫを、ＮＡＣＫは送達確認ＮＧを示し、そして、ＤＴＸは下りの共有制御情報ＨＳ−ＳＣＣＨを移動局が何らかの理由で受信することができず、下りリンクの受信を行わなかったことを示す。一方、無線基地局は、上記送達確認情報に基づいてＨ−ＡＲＱの再送制御を行う。
3GPP TS25.214 v5.8.0 3GPP TR25.848 v4.0.0 3GPP2 C.S0024-A v1.0
上述したように、移動局から報告される下りリンクの無線品質に応じて、無線基地局が下りリンクの送信フォーマットを決定する、というＡＭＣにおいては、
移動局が下りリンクの無線状態を測定してから、実際に、該測定結果に基づいた
下りリンクの送信が行われるまで、最短でもおよそ５ｍｓ〜７ｍｓ程度の時間がかかるため、高速に伝搬環境が変動する場合には、その伝搬環境の変動に追従できない。したがって、移動局の移動速度が大きく、伝搬路の追従に上記ＡＭＣが追従できない場合には、下りリンクのスループットが劣化するという問題があった。
また、移動局は、ＣＱＩを算出する際に下りリンクのブロック誤り率が１０％となるようなＣＱＩを算出しているが、伝搬環境の変動が非常に高速な場合には、下りリンクのブロック誤り率が１０％近傍となるようなＣＱＩを精度良く計算することができず、無線基地局は、正確なＣＱＩに基づいて下りリンクの送信フォーマットを決定できないという問題があった。
さらに、移動局が所定のブロック誤り率に基づいてＣＱＩを算出するため、無線基地局において、上記所定のブロック誤り率の制御が困難であるという問題があった。すなわち、複数の移動局が存在する場合に、各移動局の性能の違いにより、実現されるブロック誤り率に差が生じるという問題があった。
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、高速フェージング環境下でＡＭＣを適用する場合であっても下りリンクのスループットの増大を図ることのできる無線基地局装置及び無線通信制御方法を提供することである。
上記課題を解決するため、本発明は、請求項１に記載されるように、 無線端末と無線通信を行う無線基地局装置であって、前記無線端末から報告される下りリンクの無線品質情報を統計処理する無線品質情報統計処理手段と、前記統計処理後の無線品質情報に基づいて、下りリンクの送信フォーマットを決定する下りリンク送信フォーマット決定手段と、前記下りリンクの送信フォーマットで下りリンクの送信を行う下りリンク送信手段と、を備えることを特徴としている。
また、本発明の請求項２によれば、無線端末と無線通信を行う無線基地局装置であって、前記無線端末との通信の伝搬環境の変動を推定する伝搬環境変動推定手段と、前記伝搬環境の変動の推定結果に基づいて、前記無線端末から報告される無線品質情報の平均化のための平均化区間を制御する平均化区間制御手段と、前記平均化区間に基づいて、前記無線端末から報告される下りリンクの無線品質情報の平均化を行う無線品質情報平均手段と、前記平均化後の無線品質情報に基づいて、下りリンクの送信フォーマットを決定する下りリンク送信フォーマット決定手段と、前記下りリンクの送信フォーマットで下りリンクの送信を行う下りリンク送信手段と、を備えることを特徴としている。
また、本発明の請求項３によれば、無線端末と無線通信を行う無線基地局装置であって、前記無線端末から報告される下りリンクの送達確認情報と、下りリンクの所要品質と、に基づいて、前記無線端末から報告される下りリンクの無線品質情報に対してオフセット処理を行う無線品質情報オフセット手段と、前記オフセット処理後の無線品質情報に基づいて、下りリンクの送信フォーマットを決定する下りリンク送信フォーマット決定手段と、前記下りリンクの送信フォーマットで下りリンクの送信を行う下りリンク送信手段と、を備えることを特徴としている。
また、本発明の請求項４によれば、前記無線基地局装置であって、前記無線端末との通信の伝搬環境の変動を推定する伝搬環境変動推定手段を備え、前記伝搬環境の変動の推定結果に基づき、前記無線品質情報オフセット手段のオンオフ、前記下りリンクの所要品質、前記オフセット処理におけるオフセット量のステップ幅を制御するオフセット処理パラメータ制御手段と、を備えることを特徴としている。
また、本発明の請求項５によれば、無線端末と無線通信を行う無線基地局装置であって、前記無線端末との通信の伝搬環境の変動を推定する伝搬環境変動推定手段と、前記伝搬環境の変動の推定結果に基づいて、前記無線端末から報告される無線品質情報の平均化のための平均化区間を制御する平均化区間制御手段と、前記平均化区間に基づいて、前記無線端末から報告される下りリンクの無線品質情報の平均化を行う無線品質情報平均手段と、前記無線端末から報告される下りリンクの送達確認情報と、下りリンクの所要品質と、に基づいて、前記平均化後の下りリンクの無線品質情報にオフセット処理を行う無線品質情報オフセット手段と、前記伝搬環境の変動の推定結果に基づき、前記無線品質情報オフセット手段のオンオフ、前記下りリンクの所要品質、前記オフセット処理におけるオフセット量のステップ幅を制御するオフセット処理パラメータ制御手段と、前記オフセット処理後の無線品質情報に基づいて、下りリンクの送信フォーマットを決定する下りリンク送信フォーマット決定手段と、前記下りリンクの送信フォーマットで下りリンクの送信を行う下りリンク送信手段と、を備えることを特徴としている。
また、本発明の請求項６によれば、前記無線基地局装置であって、前記伝搬環境推定手段は、伝搬環境の変動の推定値として、上りリンクのフェージング周波数を推定することを特徴としている。
また、本発明の請求項７によれば、前記無線基地局装置であって、前記伝搬環境推定手段は、伝搬環境の変動の推定値として、前記無線端末の移動速度を推定することを特徴としている。
また、本発明の請求項８によれば、前記無線基地局装置であって、前記伝搬環境推定手段は、上りリンクのチャネル推定結果の時間相関値に基づいて、伝搬環境の変動を推定することを特徴としている。
また、本発明の請求項９によれば、前記無線基地局装置であって、前記下りリンクの所要品質は、優先クラス毎、サービス種別毎、移動局毎、セル毎、契約種別毎の少なくとも１つにより設定されることを特徴としている。
上記のような本発明によれば、ＡＭＣが伝搬環境の高速変動に追従できない
ような場合にも、無線端末より報告される無線品質情報を統計処理することにより、スループットの増大を図ることが可能となる。
また、伝搬環境が高速に変動する場合に、無線端末において正確な無線品質情報の計算が行えない状況においても、無線基地局装置において所定のブロック誤り率になるよう、無線端末から報告された無線品質情報に対してオフセット処理を行うことで、所定のブロック誤り率で通信を行うことが可能となる。
さらに、無線端末の性能の違いにより、ブロック誤り率が異なっていても一定のブロック誤り率で通信を行うことが可能となる。
また、さらに、上記オフセット処理によりサービス種別や品質クラス等に応じて、無線基地局装置においてブロック誤り率の制御を行うことが可能となる。
本願発明によれば、高速フェージング化であっても無線基地局装置において、
無線品質情報の統計処理、及び統計処理後の無線品質情報を所要のブロック誤り率となるようにオフセット処理することにより、下りリンクのスループットを向上させることができる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る無線通信制御方法が適用される移動通信システムの構成例を示す図である。
同図において、この移動通信システムは、無線基地局１００と複数の移動局（＃１〜＃３）１０〜１２から構成され、前述したＨＳＤＰＡを適用した場合を示している。ＨＳＤＰＡにおける下りパケット伝送では、各移動局（＃１〜＃３）１０〜１２で共有して使用される下り共有チャネル（ＤＳＣＨ： Downlink Shared Channel又はＨＳ(High Speed)−ＤＳＣＨ）と、各移動局（＃１〜＃３）１０〜１２に個別に割り当てられる物理チャネルに付随する付随個別チャネル＃１〜＃３（上り下りの双方向チャネル）が用いられる。
付随個別チャネル＃１〜＃３の上りでは、ユーザデータ以外に、パイロットシンボル、下り付随個別チャネル送信のための電力制御コマンド（ＴＰＣコマンド）、共有チャネルのスケジューリングや、ＡＭＣ（適応変調・符号化）に用いるための下り品質情報、あるいは、Ｈ−ＡＲＱにおける送達確認を報告する制御情報等が伝送される。
一方、付随個別チャネル＃１〜＃３の下りでは、上り付随個別チャネルのための送信電力制御コマンド等が伝送される。
本実施形態において、上記各移動局（＃１〜＃３）１０〜１２は、同一の構成、機能を持つ。また、ＨＳＤＰＡでは、１つの物理チャネルを複数の移動局が共有するシステムであるが、本発明におけるＣＱＩ平均化機能及びＣＱＩ Ｏｆｆｓｅｔ調節機能は、上記複数の移動局それぞれに対して行うものであり、以下では、特段の断りがない限り、上記複数の移動局の中から任意に選択した移動局Ｎに関して説明を進める。
図２は、図１に示す無線基地局１００の構成例を示す機能ブロック図である。同図において、この無線基地局１００は、送受信アンテナ１０１と、アンプ部１０２と、送受信部１０３と、ベースバンド信号処理部１０４と、呼処理部１０５と、ＨＷＹインターフェース１０６と、から構成される。
下りリンクのパケットデータについては、無線基地局１００の上位に位置する無線制御装置からＨＷＹインターフェース１０６を介してベースバンド信号処理部１０４に入力される。ベースバンド処理部１０４では、再送制御（Ｈ−ＡＲＱ）の処理や、スケジューリング、伝送フォーマット選択、チャネル符号化、拡散処理が行われて送受信部１０３に転送される。送受信部１０３では、ベースバンド信号処理部１０４から出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換する周波数変換処理が施され、その後、アンプ部１０２で増幅されて送受信アンテナ１０１より送信される。
一方、上りリンクのデータについては、送受信アンテナ１０１で受信された無線周波数信号がアンプ部１０２で増幅され、送受信部１０３で周波数変換されてベースバンド信号に変換される。このベースバンド信号は、ベースバンド信号処理部１０４で逆拡散やＲＡＫＥ合成、誤り訂正復号がなされた後、ＨＷＹインターフェース１０６を介して無線制御装置に転送される。
また、上記ベースバンド信号には、後述するＭＡＣ−ｈｓ処理に使用する各移動局の無線状態の品質情報（ＣＱＩ）、Ｈ−ＡＲＱにおける送達確認情報（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ／ＤＴＸ）も含まれ、これらの情報は、後述するように、ベースバンド処理部１０４内のレイヤー１処理部で復号処理が行われ、同じくベースバンド処理部１０４内のＭＡＣ−ｈｓ処理部において使用される。また、呼処理部１０５では、無線制御装置と呼処理制御信号の送受信を行い、無線基地局１００の状態管理やリソース割り当てが行われる。
図３は、上記ベースバンド信号処理部１０４の機能構成を示す機能ブロック図である。同図において、このベースバンド信号処理部１０４は、レイヤー1処理部１１１と、ＭＡＣ−ｈｓ処理部１１２から構成され、レイヤー1処理部１１１とＭＡＣ−ｈｓ処理部１１２はそれぞれ呼処理部１０５と接続される。レイヤー１処理部１１１では、下りデータのチャネル符号化や上りデータのチャネル復号化、上下の個別チャネルの送信電力制御や、ＲＡＫＥ合成、拡散・逆拡散処理が行われる。また、レイヤー１処理部１１１は、各移動局からの上り個別物理チャネルの専用の制御ビットフィールドに載せられて報告される下り方向の無線状態を示す情報（ＣＱＩ）やＨ−ＡＲＱにおける送達確認情報（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ／ＤＴＸ）を受けとり、ＭＡＣ−ｈｓ処理部１１２に出力するように構成されている。
ＭＡＣ−ｈｓ処理部１１２では、ＨＳＤＰＡにおける下り共有チャネルのＨ−ＡＲＱ処理や送信待ちパケットに対するスケジューリング処理や、伝送フォーマット及びリソース選択処理が施される。
図４は、図３に示すＭＡＣ−ｈｓ処理部１１２の機能構成を示す機能ブロック図である。同図において、このＭＡＣ−ｈｓ処理部１１２は、例えば、以下の機能ブロックを備えて構成される。
（１）ＣＱＩ取得部１１０
（２）ＭＡＣ−ｈｓリソース計算部１２０
（３）Ｆｄ推定部１３０
（４）ＣＱＩ平均化部１４０
（５）ＡＣＫ／ＮＡＣＫ／ＤＴＸ取得部１５０
（６）ＣＱＩ Ｏｆｆｓｅｔ調節部１６０
（７）ＴＦＲ選択部１７０
なお、ＭＡＣ−ｈｓ処理部は、上記機能以外にも、フローコントロールを制御する機能やパケットのスケジューリングを制御する機能、Ｈ−ＡＲＱを制御する機能を持つが、本発明には直接には関係しないため、その説明は省略する。
上記のように構成されたＭＡＣ−ｈｓ処理部１１２の動作について説明する。
上記（１）のＣＱＩ取得部１１０は、レイヤー１（Ｌａｙｅｒ１）処理部１１１で復号処理されたＣＱＩをレイヤー１処理部１１１から受けとり、ＣＱＩ平均化部１４０に送る。
上記（２）のＭＡＣ−ｈｓリソース計算部１２０は、ＨＳ−ＤＳＣＨに割り当てる無線リソース（電力リソースや符号リソース、ハードウェアリソースなど）を計算するＨＳ−ＤＳＣＨパワーリソース計算部１２１とＨＳ−ＤＳＣＨコードリソース計算部１２２を備える。
上記（３）のＦｄ推定部１３０は、無線基地局と移動局との間の伝搬環境の変動、すなわちフェージング周波数を推定し、推定結果をＣＱＩ平均化部１４０とＣＱＩ Ｏｆｆｓｅｔ調節部１６０に通知する。ここで、上記フェージング周波数の推定方法は、例えば、上りリンクのパイロット信号の時間相関値や、パイロット信号より求まるチャネル推定値の時間相関値を用いてフェージング周波数を推定することができる。
また、上記フェージング周波数推定方法は、例えば、移動局がその移動速度（ドツプラ−周波数）をＧＰＳによる位置情報や移動局が存在する乗り物からの情報（速度メータの値）等に基づいて推定し、推定された移動速度を上りリンクを用いて無線基地局に通知し、Ｆｄ推定部１３０が移動局から通知された移動速度に基づいてフェ−ジングジング周波数を推定してもよい。
上記（４）のＣＱＩ平均化部１４０は、ＣＱＩ取得部１１０より移動局から報告されたＣＱＩと、Ｆｄ推定部１３０から推定されたフェージング周波数を入力とし、上記フェ−ジング周波数を用いて上記ＣＱＩを統計処理、具体的には平均化する。そして、その平均化されたＣＱＩをＣＱＩ Ｏｆｆｓｅｔ調節部１６０に出力する。
以下に、ＣＱＩの平均化の一例について説明する。
ＣＱＩ平均化部１４０は、上記フェージング周波数と予め定められる閾値（例えば、３０Ｈｚ）とを比較し、上記フェージング周波数が３０Ｈｚ以下の場合には、ＡＭＣが十分伝搬環境の変動に追従できると判断してＣＱＩの平均化を行わない。逆に、上記フェージング周波数が３０Ｈｚ以上の場合には、ＡＭＣが伝搬環境の変動に追従できないと判断し、ＣＱＩの平均化を行う。
また、例えば、上記フェージング周波数が３０Ｈｚ以下の場合には、ＡＭＣが十分伝搬環境の変動に追従できると判断してＣＱＩの平均化を行わず、上記フェージング周波数が３０Ｈｚ以上、７０Ｈｚ未満の場合には、短い平均化区間、例えば、０．５秒を平均化区間としてＣＱＩの平均化を行い、上記フェージング周波数が７０Ｈｚ以上の場合には、長い平均化区間、例えば１秒を平均化区間としてＣＱＩの平均化を行う。
また、上記例とは逆に、上記フェージング周波数が３０Ｈｚ以上、７０Ｈｚ未満の場合には、長い平均化区間、例えば、２秒を平均化区間としてＣＱＩの平均を行い、上記フェージング周波数が７０Ｈｚ以上の場合には、短い平均化区間、例えば、０．５秒を平均化区間としてＣＱＩの平均を行ってもよい。すなわち、推定されたフェージング周波数に応じて、ＣＱＩ平均化区間を制御することができる。
また、上記例のように、小さいフェージング周波数で短い平均化区間、大きいフェージング周波数で長い平均化区間としてもよく、その逆に、小さいフェージング周波数で長い平均化区間、大きいフェージング周波数で短い平均化区間としてもよい。
さらに、上記例では、ＣＱＩの平均化処理は、単純に平均をとる態様を例示したが、このような平均化処理以外にも、下記の式（１）のような忘却係数αを用いた移動平均としてもよく、下記の式（２）のように普通の平均としてもよい。
Figure 0004421935
Figure 0004421935
 ここで、ＣＱＩａｖｅｒａｇｉｎｇ（ｎ）は、サブフレーム(Sub-frame)ｎにおける平均化後のＣＱＩを、ＣＱＩｒｅｃｅｉｖｅｄ（ｎ）は、サブフレームｎにおける最新の平均化前のＣＱＩ（上りリンクで移動局より通知された生のＣＱＩ）を表す。
また、α及びＮは、それぞれ式（１）及び（２）における平均化の度合いを制御するパラメータである。
さらに、αを0と、あるいはＮを１と設定した場合、平均化を行わない、と設定することもできる。
また、ＣＱＩの値は、下りリンクのＳＩＲ（ｄＢ値）に関連付けされており、ＣＱＩの値を式（３）に基づいて、いったん真値相当に変換して平均化処理を行い、平均化された真値相当のＣＱＩを再びｄＢ値相当に変更する。
Figure 0004421935
 ここで、ＣＱＩ＿ｔｒｕｅは真値相当のＣＱＩ、ＣＱＩ＿ｄＢはｄＢ相当のＣＱＩを表す。
また、上記真値−ｄＢ値変換を行わず、ｄＢ値相当のＣＱＩのまま上記平均化処理を行ってもよい。
上記（５）のＡＣＫ／ＮＡＣＫ／ＤＴＸ取得部１５０は、レイヤー１処理部１１１で復号処理されたＨ−ＡＲＱのＡＣＫ／ＮＡＣＫ／ＤＴＸの復号結果をレイヤー１処理部１１１から受けとり、ＣＱＩ Ｏｆｆｓｅｔ調節部１６０に送る。
上記（６）のＣＱＩ Ｏｆｆｓｅｔ調節部１６０は、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ／ＤＴＸ取得部１５０よりＡＣＫ／ＮＡＣＫ／ＤＴＸの判定結果を受けとり、ＣＱＩ平均化部１４０より出力される平均化処理後のＣＱＩ（ＣＱＩａｖｅｒａｇｉｎｇ）を受けとる（平均化処理が行われなかった場合は、上りリンクで受信したＣＱＩそのものの値を受けとる）。そして、上記平均化処理後のＣＱＩに、上記ＡＣＫ／ＮＡＣＫ／ＤＴＸの復号結果に基づいて、所定のブロック誤り率（ＢＬＥＲ）になるようにオフセット（Ｏｆｆｓｅｔ）処理を行う。
このオフセット処理は、例えば、Ｏｆｆｓｅｔ（ＣＱＩ＿ｏｆｆｓｅｔ）を以下の式（４）に基づいて計算し、式（５）のようにＯｆｆｓｅｔ処理を行うことができる。
Figure 0004421935
Figure 0004421935
 ここで、△ａｄｊ、ＢＬＥＲｔａｒｇｅｔは、それぞれのＯｆｆｓｅｔのＳｔｅｐ幅、目標のブロック誤り率を表す。また、△ａｄｊを０と設定すると、ＣＱＩ Ｏｆｆｓｅｔ調節を行わない、という設定を行うことができる。
また、上りリンクにより移動局から通知されるＡＣＫ／ＮＡＣＫ／ＤＴＸは、ＡＣＫが下りリンクの復号結果がＯＫ、ＮＡＣＫが下りリンクの復号結果がＮＧを表し、ＤＴＸは下りリンクの制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨが誤り、移動局が下りリンクの復号を行わなかったことを表す。よって、無線基地局がＡＣＫを受けとった場合には、移動局から通知されたＣＱＩよりも大きめのＣＱＩを送信可能
と判断し、（Ｏｆｆｓｅｔ調節のステップ幅）×（目標のブロック誤り率をかけた値）のオフセット値を用いて上記平均化処理後のＣＱＩに対してオフセット処理を行い、無線基地局がＮＡＣＫを受けとった場合には、移動局から通知されたＣＱＩよりも小さめのＣＱＩを送信すべきであると判断し、（Ｏｆｆｓｅｔ調節のステップ幅）×（１−目標のブロック誤り率をかけた値）にマイナス（−）をつけてオフセット値とし、上記平均化処理後のＣＱＩに対してオフセット処理を行う。一方、無線基地局がＤＴＸを受けとった場合には、下りの制御用チャネルＨＳ−ＳＣＣＨが誤ったと判断し、結果、ＨＳ−ＤＳＣＨの復調が行われなかったと判断し、オフセットの調節は行わないとする。
上記のような処理を行うことにより、下りリンクのＨＳ−ＤＳＣＨのブロック誤り率を、目標のブロック誤り率ＢＬＥＲｔａｒｇｅｔとなるようにＣＱＩの値を制御することが可能となる。
すなわち、上記式（４）により、目標のブロック誤り率と下りリンクの復号結果に応じて、下りリンクの品質が目標のブロック誤り率となるようなＯｆｆｓｅｔ処理を行うことが可能となる。
そして、上記式（５）により、上記Ｏｆｆｓｅｔ（ＣＱＩ＿ｏｆｆｓｅｔ）を、ＣＱＩ平均化部１４０により取得したＣＱＩａｖｅｒａｇｉｎｇに加えることにより、ＣＱＩ Ｏｆｆｓｅｔ調節処理後のＣＱＩ（ＣＱＩ＿ａｄｊｕｓｔｅｄ）を取得することができる。ここで、
Figure 0004421935
 は、Ｒｏｕｎｄ Ｄｏｗｎ（関数）を表し、ＣＱＩ Ｏｆｆｓｅｔ調節処理後のＣＱＩ（ＣＱＩ＿ａｄｊｕｓｔｅｄ）を整数値に変換する。
そして、上記ＣＱＩ Ｏｆｆｓｅｔ調節処理後のＣＱＩ（ＣＱＩ＿ａｄｊｕｓｔｅｄ）をＴＦＲ選択部１７０に通知する。本実施形態では、Ｒｏｕｎｄ Ｄｏｗｎを適用する一態様を例示したが、Ｒｏｕｎｄ Ｕｐや四捨五入を用いて整数値に変換してもよい。また、ＣＱＩ平均化部１４０では整数値に変換せず、実数のＣＱＩ調節処理後のＣＱＩをＴＦＲ選択部１７０に通知してもよい。
ここで、△ａｄｊ、ＢＬＥＲｔａｒｇｅｔは、優先クラス（Ｐｒｉｏｒｉｔｙ Ｃｌａｓｓ）毎やサービス種別毎、移動局毎、セル毎、契約種別毎に設定することも可能である。
例えば、サービス種別を考えた場合、ストリーミングのように、誤り率を比較的小さく抑える必要のあるサービスの場合には、△ａｄｊを大きくして、下りリンクがＮＧであった場合に、Ｏｆｆｓｅｔ処理の即効性を高める、あるいは、ＢＬＥＲｔａｒｇｅｔを小さく設定し、下りリンクの誤り率を小さく設定する、という制御が可能である。
また、逆に、ＦＴＰなどのサービスの場合には、誤り率は比較的大きくても問題ないため、ＢＬＥＲｔａｒｇｅｔを大きく設定し、下りリンクの誤り率を大きく設定することができる。この場合、下りリンクの誤り率は大きくなるが、ＣＱＩが大きくなることにより、下りリンクのトランスポートブロックサイズが大きくなるため、結果として、下りリンクのスループットを増大させることが可能である。
また、ＣＱＩ Ｏｆｆｓｅｔ調節部１６０は、Ｆｄ推定部１３０からフェージング周波数の推定結果を取得してもよく、この場合、Ｆｄ推定部１３０で推定されたフェージング周波数に応じて、ＣＱＩ Ｏｆｆｓｅｔ調節機能のＯｎ／Ｏｆｆ制御あるいは、△ａｄｊ、ＢＬＥＲｔａｒｇｅｔを制御することができる。例えば、上記フェージング周波数が５０Ｈｚ以下の場合には、ＣＱＩ Ｏｆｆｓｅｔ調節機能をＯｆｆとし、上記フェージング周波数が５０Ｈｚ以上の場合には、ＣＱＩ Ｏｆｆｓｅｔ調節機能をＯｎとすることができる。これにより、移動局におけるＣＱＩ計算の精度が高い低速フェージング環境下でも、移動局におけるＣＱＩ計算精度が悪い高速フェージング環境下でも、適切な下りリンクのブロック誤り率でＡＭＣを行うことができる。
また、例えば、上記フェージング周波数が３０Ｈｚ以下の場合には、ＣＱＩ Ｏｆｆｓｅｔ調節機能をＯｆｆとし、上記フェージング周波数が３０Ｈｚ以上８０Ｈｚ以下の場合には、ＢＬＥＲｔａｒｇｅｔの値を１０％とし、上記フェージング周波数が８０Ｈｚ以上の場合には、ＢＬＥＲｔａｒｇｅｔを３０％と設定することもできる。このように設定することにより、フェージング環境に応じた、ＣＱＩ Ｏｆｆｓｅｔの調節機能を提供することが可能である。
上記（７）のＴＦＲ選択部１７０では、選択されたユーザのデータについて、上記ＣＱＩ Ｏｆｆｓｅｔ調節部１６０より受けとったＣＱＩ Ｏｆｆｓｅｔ調節処理後のＣＱＩや、MAC-ｈｓリソース計算部１２０で計算されたＨＳ−ＤＳＣＨに割り当てる無線リソース（電力リソース、符号リソース、ハードリソース）などに基づいて、下り伝送チャネルの伝送フォーマット（コード変調、変調多値数、符号化率）及び送信電力を決定する。このようにしてＴＦＲ選択部１７０で決定された下り伝送チャネルの伝送フォーマット及び送信電力はレイヤー1処理部に通知される。
なお、本実施形態では、ＣＱＩ平均化部１４０におけるＣＱＩ平均化処理と、ＣＱＩ Ｏｆｆｓｅｔ調節部１６０におけるＣＱＩ Ｏｆｆｓｅｔ調節処理の両方を行う場合を例示したが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。例えば、ＣＱＩ Ｏｆｆｓｅｔ調節処理のみを行い、ＣＱＩ平均化処理を行わなかったり、ＣＱＩ平均化処理のみを行い、ＣＱＩ Ｏｆｆｓｅｔ調節処理を行わなかったりしてもよい。
また、フェージング周波数の推定結果の利用方法に関しても、ＣＱＩ平均化部１４０とＣＱＩ Ｏｆｆｓｅｔ調節部１６０で独立して制御することができる。例えば、ＣＱＩ平均化処理は、推定されたフェージング周波数が５０Ｈｚ以上でＯｎ、５０Ｈｚ以下でＯｆｆとし、ＣＱＩ Ｏｆｆｓｅｔ調節処理は、どのようなフェージング周波数であってもＯｎとする、といった制御方法や、ＣＱＩ平均化処理は、４０Ｈｚ以上でＯｎ、４０Ｈｚ以下でＯｆｆとし、ＣＱＩ Ｏｆｆｓｅｔ調節処理は、１００Ｈｚ以上でＯｎ、１００Ｈｚ以下でＯｆｆといった制御方法などが可能である。
次に、本発明におけるＭＡＣ−ｈｓ処理部１１２でなされる下りリンクの送信フォーマット決定手順について図５に示すフローチャートを用いて説明する。
（下りリンクの送信フォーマット決定手順の説明）
同図において、ＭＡＣ−ｈｓ処理部１１２のＣＱＩ取得部１１０は、まず、ステップＳ１において、レイヤー１処理部１１１で復号処理されたＣＱＩをレイヤー１処理部１１１から取得する。ステップＳ２では、Ｆｄ推定部１３０において当該移動局との間の伝搬環境のフェージング周波数が推定される。
ステップＳ３では、ＣＱＩ平均化部１４０が、Ｆｄ推定部１３０で推定された上記フェージング周波数（Ｆ＿ｅｓｔｉｍａｔｅｄ）と所定のフェージング周波数（Ｆ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ１）とを比較し、上記フェージング周波数（Ｆ＿ｅｓｔｉｍａｔｅｄ）が所定のフェージング周波数（Ｆ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ１）よりも大きいと判定（ステップＳ３でＹｅｓ）されれば、上記レイヤー１処理部１１１で復号処理されたＣＱＩの平均化を行い（ステップＳ４）、上記推定されたフェージング周波数が所定のフェージング周波数よりも小さいと判定（ステップＳ３でＮｏ）されれば、上記レイヤー１処理部１１１で復号処理されたＣＱＩの平均化を行わない。
ステップＳ５では、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ／ＤＴＸ取得部１５０が、レイヤー１処理部１１１で復号処理されたＡＣＫ／ＮＡＣＫ／ＤＴＸをレイヤー１処理部１１１から取得する。ステップＳ６では、ＣＱＩ Ｏｆｆｓｅｔ調節部１６０が、上記推定されたフェージング周波数（Ｆ＿ｅｓｔｉｍａｔｅｄ）と所定のフェージング周波数（Ｆ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ２）とを比較し、上記フェージング周波数（Ｆ＿ｅｓｔｉｍａｔｅｄ）が所定のフェージング周波数（Ｆ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ２）よりも大きいと判定（ステップＳ６でＹｅｓ）されれば、上記ＡＣＫ／ＮＡＣＫ／ＤＴＸに基づき、ＣＱＩにＣＱＩ Ｏｆｆｓｅｔ調節処理を加え（ステップＳ７）、上記推定されたフェージング周波数が所定のフェージング周波数よりも小さいと判定（ステップＳ６でＮｏ）されれば、上記平均化後のＣＱＩに対するＣＱＩ Ｏｆｆｓｅｔ調節処理は行われないで次ステップに移行する。
ステップＳ８では、ＴＦＲ選択部１７０が、上記ステップＳ６あるいはＳ７の処理後のＣＱＩとＨＳ−ＤＳＣＨに割り当てる無線リソースに基づいて、下り伝送チャネルの送信フォーマット（コード変調、変調多値数、符号化率）及び送信電力を決定する。その後、レイヤー１処理部１１１において、ステップＳ８において決定された送信フォーマット及び送信電力でＨＳ−ＤＳＣＨの送信処理が行われる。
なお、上記例において、ステップＳ３、ステップＳ６、それぞれに関して、フェージング周波数の閾値を１つとしたが、それぞれ複数の閾値を持ち、推定されたフェージング周波数に応じて、より細かく、ステップＳ３における平均化区間を制御するパラメータαあるいはＮの制御や、ステップＳ６における△ａｄｊ、ＢＬＥＲｔａｒｇｅｔの制御を行ってもよい。
上述したように、本実施形態によれば、無線基地局と移動局の間の伝搬環境が高速に変動していて(フェージング周波数が大きく)、ＡＭＣが上記伝搬環境の変動に追従できない場合であっても、移動局から報告される瞬時のＣＱＩに対して平均化処理を行い、上記平均化処理後のＣＱＩに基づいて、下りの送信フォーマットを決定するようにしたので、ＣＱＩの瞬時値に基づいて、下りの送信フォーマットを決定する従来と比較して下りリンクのスループットの増大が可能となる。
また、無線基地局と移動局の間の伝搬環境が高速に変動していて(フェージング周波数が大きく)、移動局において正確なＣＱＩの計算が行えない場合には、移動局から報告されるＣＱＩに対して、目標のブロック誤り率となるようにオフセット処理をかけることにより、より正確なＣＱＩに基づいて適切な下りの送信フォーマットを決定することが可能となる。
さらに、無線基地局において、任意の所定の目標のブロック誤り率を設定して、上記移動局から報告されるＣＱＩに対してオフセット処理を行うことにより、下りリンクのブロック誤り率を制御することが可能となる。すなわち、異なる移動局間が、そのＣＱＩ計算方法の違いにより、下りリンクのブロック誤り率が異なるような場合にも、無線基地局が設定した目標ブロック誤り率となるように調節することが可能となる。
なお、本実施形態におけるＭＡＣ−ｈｓ処理部１１２のＣＱＩ平均化部１４０及びＣＱＩ Ｏｆｆｓｅｔ調節部１６０は、例えば、ＣＰＵやデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、あるいはＦＰＧＡ等のプログラムの書き換えが可能なプログラマブルデバイスで構成され、所定のメモリ領域に図５に示す処理手順をソフトウェア化したプログラムが記憶され、パラメータ（αあるいはＮ、△ａｄｊ、ＢＬＥＲｔａｒｇｅｔ）をダウンロードして書き換える構成が好適である。このとき、上記パラメータ(αあるいはN、△ａｄｊ、ＢＬＥＲｔａｒｇｅｔ)を無線基地局の上位ノード、例えば、無線基地局制御装置からダウンロードしてもよいし、ＣＱＩ平均化部１４０及びＣＱＩ Ｏｆｆｓｅｔ調節部１６０に端末Ｉ／Ｆ（外部インターフェース機能）を設け、端末（例えば、ノート型コンピュータ等の携帯情報端末）から直接上記パラメータ(αあるいはN、△ａｄｊ、ＢＬＥＲｔａｒｇｅｔ)を読み込ませるような形態であってもよい。
また、上述したＭＡＣ−ｈｓ処理部１１２の各機能ブロックは、ハードウェアで分割されていてもよいし、プロセッサ上のプログラムでソフトウェアとして分割されていてもよい。
また、上記実施例は、本発明を３ＧＰＰにおける高速パケット伝送方式ＨＳＤＰＡに適用する場合について説明してきたが、本発明は上記ＨＳＤＰＡに限定されるものではなく、その他の、移動通信システムにおける下りパケットの送信制御(スケジューリング)を行う高速パケット伝送方式に適用することが可能である。例えば、３ＧＰＰ２におけるｃｄｍａ２０００ １ｘＥＶ−ＤＯやＴＤＤ方式における高速パケット伝送方式など、がその他の高速パケット伝送方式としてあげられる。
上記実施形態において、ＣＱＩ取得部１１０とＣＱＩ平均化部１４０の機能が無線品質情報統計処理手段に対応し、ＴＦＲ選択部１７０の機能が下りリンク送信フォーマット決定手段に対応し、レイヤー１処理部１１１の機能が下りリンク送信手段に対応する。また、Fd推定部１３０の機能が伝搬環境変動推定手段に、
ＣＱＩ平均化部１４０の機能が平均化区間制御手段、無線品質情報平均手段に対応する。さらに、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ／ＤＴＸ取得部１５０とＣＱＩ Ｏｆｆｓｅｔ調節部の機能が無線品質情報オフセット手段に、ＣＱＩ Ｏｆｆｓｅｔ調節部の機能がオフセット処理パラメータ制御手段に対応する。
また、上記実施形態において、無線基地局１００は、無線基地局装置に対応し、移動局（＃１〜＃３）１０〜１２は無線端末に対応する。
本発明の実施の形態に係る無線通信制御方法が適用される移動通信システムの構成例を示す図である。 本発明の実施形態に係る無線基地局の構成例を示す機能ブロック図である。 ベースバンド信号処理部の機能構成を示す機能ブロック図である。 ＭＡＣ−ｈｓ処理部の機能構成を示す機能ブロック図である。 ＭＡＣ−ｈｓ処理部でなされる下りリンクの送信フォーマット決定手順を示すフローチャートである。 従来の無線基地局のＭＡＣ−ｈｓ処理部の機能ブロックを示す図である。
符号の説明
１０〜１２ 移動局＃１〜＃３
１００ 無線基地局
１０１ 送受信アンテナ
１０２ アンプ部
１０３ 送受信部
１０４ ベースバンド信号処理部
１０５ 呼処理部
１０６ ＨＷＹインターフェース
１１０ ＣＱＩ取得部
１１１ レイヤー1処理部
１１２ ＭＡＣ−ｈｓ処理部
１２０ ＭＡＣ−ｈｓリソース計算部
１２１ ＨＳ−ＤＳＣＨパワーリソース計算部
１２２ ＨＳ−ＤＳＣＨコードリソース計算部
１３０ Ｆｄ推定部
１４０ ＣＱＩ平均化部
１５０ ＡＣＫ／ＮＡＣＫ／ＤＴＸ取得部
１６０ ＣＱＩ Ｏｆｆｓｅｔ調節部
１７０ ＴＦＲ選択部

Claims (8)

  1. 無線端末と無線通信を行う無線基地局装置であって、
    前記無線端末から報告される下りリンクの無線品質情報を統計処理する無線品質情報統計処理手段と、
    前記無線端末から報告される下りリンクの送達確認情報と、下りリンクの所要品質と、に基づいて、前記統計処理後の無線品質情報に対してオフセット処理を行う無線品質情報オフセット手段と、
    前記オフセット処理後の無線品質情報に基づいて、下りリンクの送信フォーマットを決定する下りリンク送信フォーマット決定手段と、
    前記下りリンクの送信フォーマットで下りリンクの送信を行う下りリンク送信手段と、
    を備えることを特徴とする無線基地局装置。
  2. 無線端末と無線通信を行う無線基地局装置であって、
    前記無線端末との通信の伝搬環境の変動を推定する伝搬環境変動推定手段と、
    前記伝搬環境の変動の推定結果に基づいて、前記無線端末から報告される無線品質情報の平均化のための平均化区間を制御する平均化区間制御手段と、
    前記平均化区間に基づいて、前記無線端末から報告される下りリンクの無線品質情報の平均化を行う無線品質情報平均手段と、
    前記無線端末から報告される下りリンクの送達確認情報と、下りリンクの所要品質と、に基づいて、前記平均化後の下りリンクの無線品質情報にオフセット処理を行う無線品質情報オフセット手段と、
    前記伝搬環境の変動の推定結果に基づき、前記無線品質情報オフセット手段のオンオフ、前記下りリンクの所要品質、前記オフセット処理におけるオフセット量のステップ幅を制御するオフセット処理パラメータ制御手段と、
    前記オフセット処理後の無線品質情報に基づいて、下りリンクの送信フォーマットを決定する下りリンク送信フォーマット決定手段と、
    前記下りリンクの送信フォーマットで下りリンクの送信を行う下りリンク送信手段と、
    を備えることを特徴とする無線基地局装置。
  3. 請求項２に記載の無線基地局装置であって、
    前記伝搬環境推定手段は、伝搬環境の変動の推定値として、上りリンクのフェージング周波数を推定することを特徴とする無線基地局装置。
  4. 請求項２又は３に記載の無線基地局装置であって、
    前記伝搬環境推定手段は、伝搬環境の変動の推定値として、前記無線端末の移動速度を推定することを特徴とする無線基地局装置。
  5. 請求項２乃至４何れか一項に記載の無線基地局装置であって、
    前記伝搬環境推定手段は、上りリンクのチャネル推定結果の時間相関値に基づいて、伝搬環境の変動を推定することを特徴とする無線基地局装置。
  6. 請求項２に記載の無線基地局装置であって、
    前記下りリンクの所要品質は、優先クラス毎、サービス種別毎、移動局毎、セル毎、契約種別毎の少なくとも１つにより設定されることを特徴とする無線基地局装置。
  7. 無線端末と無線通信を行う無線基地局装置の無線通信制御方法であって、
    前記無線端末から報告される下りリンクの無線品質情報を統計処理するステップと、
    前記無線端末から報告される下りリンクの送達確認情報と、下りリンクの所要品質と、に基づいて、前記統計処理後の無線品質情報に対してオフセット処理を行うステップと、
    前記オフセット処理後の無線品質情報に基づいて、下りリンクの送信フォーマットを決定するステップと、
    前記下りリンクの送信フォーマットで下りリンクの送信を行うステップと、
    を備えることを特徴とする方法。
  8. 無線端末と無線通信を行う無線基地局装置の無線通信制御方法であって、
    前記無線端末との通信の伝搬環境の変動を推定するステップと、
    前記伝搬環境の変動の推定結果に基づいて、前記無線端末から報告される無線品質情報の平均化のための平均化区間を制御するステップと、
    前記平均化区間に基づいて、前記無線端末から報告される下りリンクの無線品質情報の平均化を行うステップと、
    前記無線端末から報告される下りリンクの送達確認情報と、下りリンクの所要品質と、に基づいて、前記平均化後の下りリンクの無線品質情報にオフセット処理を行うステップと、
    前記伝搬環境の変動の推定結果に基づき、前記無線品質情報に対するオフセット処理のオンオフ、前記下りリンクの所要品質、前記オフセット処理におけるオフセット量のステップ幅を制御するステップと、
    前記オフセット処理後の無線品質情報に基づいて、下りリンクの送信フォーマットを決定するステップと、
    前記下りリンクの送信フォーマットで下りリンクの送信を行うステップと、
    を備えることを特徴とする方法。
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