JP4823225B2 - マルチキャリア通信装置およびマルチキャリア通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex）等の方式を採用したマルチキャリア通信装置およびマルチキャリア通信方法に関する。

ＯＦＤＭ方式を用いた通信システムで、高いシステムスループットを得るために、サブキャリアを複数のリソースブロック（ＲＢ：Resource Block、複数のサブキャリアで構成されるグループを指し、スケジューリング時の割当単位となる）に振り分けて、リソースブロック毎の回線品質情報（ＣＱＩ：Channel Quality Indicator）に応じて、それぞれのリソースブロックに対してユーザを時間―周波数スケジューリングを用いて割り当てる方法が検討されている。

時間−周波数スケジューリングによるマルチユーザダイバーシチ利得を効果的に得るために、１つのリソースブロックは相関帯域幅よりも小さく設定される。一方、リソースブロックの帯域幅が小さくなるとリソースブロック数が増加する。効果的な周波数スケジューリングを行うためにはリソースブロック毎にＣＱＩを報告する必要があるため、リソースブロック数が多いほどＣＱＩ報告量（情報量）が増大し、上り回線のオーバヘッドも大きくなる。また、通信端末数が増えるほど、ＣＱＩが上り回線信号に占める割合も増加する。さらに、多値変調になれば、さらに選択可能なパラメータ数が増加するため、ＣＱＩ報告量が増大する。

例えば、非特許文献１には、報告するリソースブロック数（ＲＢ数）を制限することにより、上り回線のＣＱＩ情報量を低減する技術が開示されている。

その１つの方法は、ＣＱＩ報告するリソースブロックは、受信品質の良好なリソースブロックから順にＮ個のリソースブロックを選択し、それらを示すリソースブロック識別子（ＲＢ−ＩＤ）に対応するＣＱＩ値を報告する。また、別の方法では、複数のリソースブロックをまとめて、ＣＱＩ報告を行うＲＢグループを設定し、各通信端末は、そのＲＢグループに含まれるリソースブロックのＣＱＩのみを報告する。これにより、ＣＱＩ報告対象のリソースブロック数が制限されるため、ＣＱＩ報告量を削減することができる。

この技術は、伝送レートが比較的小さくデータを割り当てるリソースブロック数が少ない場合で、優先的にリソースブロックを割り当てられる通信端末に対しては、マルチユーザダイバーシチ利得もほぼ損なうことなく、上り回線のＣＱＩ報告量を効果的に削減することができる。
ＮＴＴ ＤｏＣｏＭｏ、「Ｒ１−０５０５９０」、３ＧＰＰ ＴＳＧ−ＲＡＮ ＷＧ１ 寄与文書、２００５年６月

しかしながら、上記の技術は、伝送レートが比較的大きい通信端末で、割当優先度が低く、必ずしも受信品質の良いリソースブロックが割り当てられるとは限らない通信端末に対しては、多数のリソースブロックについてのＣＱＩ報告が必要である。すなわち、伝送レートが大きい通信端末は割り当てられるリソースブロック数も多く、また割り当て優先度の低い通信端末は空きチャネルに割り当てられる確率が高いためＣＱＩ報告するリソー
スブロック数を多くする必要がある。よって、ＣＱＩ報告量の削減効果が薄れるという問題がある。

本発明の目的は、伝送レートが比較的大きく、割当優先度が低い通信端末が存在しても、ＣＱＩ報告量を削減することである。

本発明の態様の一つに係るマルチキャリア通信システムは、受信品質に応じたＣＱＩを通信相手に報告させるマルチキャリア通信システムであって、ＣＱＩは、各ＣＱＩが示す情報に応じて予め複数のグループに分けられ、マルチキャリア通信装置は、前記複数のグループから受信品質に応じて一のグループを選択すると共に、当該グループの中から受信品質に応じたＣＱＩを更に選択し、選択した一のグループを示すグループ選択情報、および選択したＣＱＩを示すＣＱＩ選択情報を報告する構成を採る。

本発明によれば、伝送レートが比較的大きく、割当優先度が低い通信端末が存在しても、ＣＱＩ報告量を削減することができる。

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。なお、ここでは、マルチキャリア通信としてＯＦＤＭ方式を採用し、また、基地局と通信を行う通信端末が下り回線の受信品質を推定し、回線品質情報としてＣＱＩを基地局に報告する場合を例にとって説明するが、本発明はこれに限定されない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るマルチキャリア通信装置（移動局）の主要な構成を示すブロック図である。

本実施の形態に係るマルチキャリア通信装置は、送信部１００、受信部１１０、およびアンテナ１１８からなる。また、送信部１００は、符号化部１０１、変調部１０２、送信無線処理部１０３を備え、受信部１１０は、受信無線処理部１１１、ＧＩ除去部１１２、ＦＦＴ部１１３、復調部１１４、復号化部１１５、伝送路応答推定部１１６、およびＣＱＩフレーム生成部１１７を備える。

本実施の形態に係るマルチキャリア通信装置の各部は以下の動作を行う。

受信部１１０において、受信無線処理部１１１は、基地局から送信された信号をアンテナ１１８を介して受信し、受信信号をベースバンド帯域の信号へ変換し、ＧＩ除去部１１２に出力する。ＧＩ除去部１１２は、ベースバンド帯域の受信信号からガードインターバル部を除去し、ＦＦＴ部１１３へこの受信信号を渡す。ＦＦＴ部１１３は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）により時間領域の受信信号を周波数領域の信号に変換し、復調部１１４に出力する。復調部１１４は、高速フーリエ変換処理された受信信号のうち、パイロット信号等を除いた情報データ列の信号に対し、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ等の所定の変調方式による復調処理を施し、復号化部１１５に出力する。復号化部１１５は、パイロット信号等を除いた信号に対し、ターボ符号等の所定の符号化方式による誤り訂正処理を行い、受信信号から情報データ列である受信データを取り出す。

また、伝送路応答推定部１１６は、高速フーリエ変換処理された受信信号のうち、パイロット信号等の伝送路応答推定に必要な信号が入力され、サブキャリア毎に伝送路応答を推定する。ＣＱＩフレーム生成部１１７は、伝送路応答推定部１１６で推定された伝送路応答推定値を用いて、基地局に対するＣＱＩ報告用のＣＱＩフレームを生成し、送信部１００へ出力する。このＣＱＩフレームは、基地局において、周波数スケジューリングや適応変調等に使用され、基地局からの送信データの変調パラメータ（変調方式、符号化率、送信電力等）を指定するものである。詳細については後述する。

一方、送信部１００において、符号化部１０１は、上り回線の送信データ、およびＣＱＩフレーム生成部１１７から出力されるＣＱＩフレームに対して誤り訂正符号化処理を施し、変調部１０２に出力する。変調部１０２は、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ等の所定の変調処理、および上り回線で用いる２次変調処理（例えばＯＦＤＭ変調）を施し、送信無線処理部１０３に出力する。送信無線処理部１０３は、変調部１０２から出力されるベースバンド帯域の送信信号を、送信ＲＦ（Radio Frequency）帯域の信号に変換し、このＲＦ信号をアンテナ１１８を介して送信する。

図２は、上記のＣＱＩフレーム生成部１１７内部の主要な構成を示すブロック図である。

品質レベル算出部１２１は、伝送路応答推定部１１６で推定されたサブキャリア毎の伝送路の周波数応答に基づいて、リソースブロック毎の平均ＳＩＮＲを算出し、ＣＱＩ選択部１２３に出力する。

ＣＱＩテーブル部１２２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）に、変調方式、符号化率、送信電力等の各変調パラメータがＣＱＩテーブルとして保持されている。このＣＱＩテーブルにおいて、各ＣＱＩは、一定の規則の基に複数のグループ（以下、ＣＱＩグループと呼ぶ）に分けられて記録されている。換言すると、このＣＱＩテーブルには、複数のＣＱＩグループと、各ＣＱＩグループに含まれる複数のＣＱＩとが組となって記録されている。ＣＱＩテーブル部１２２は、ＣＱＩ選択部１２３の要求に従い、適宜、ＣＱＩテーブルの内容をＣＱＩ選択部１２３に出力する。

ＣＱＩ選択部１２３は、上記のＣＱＩテーブルを参照しつつ、品質レベル算出部１２１で算出された受信品質に対応するＣＱＩを選択し、ＣＱＩ生成部１２４へ出力する。具体的には、ＣＱＩ選択部１２３には、品質レベル算出部１２１からリソースブロック毎の平均ＳＩＮＲ値が入力される。ＣＱＩ選択部１２３は、このリソースブロック毎のＳＩＮＲ値から、報告対象のリソースブロック全体の受信品質の範囲（振れ幅）および受信品質のばらつき具合（分散）を推定する。そして、これらの推定値を基に２段階でＣＱＩを選択する。すなわち、ＣＱＩ選択部１２３は、第１段階として、上記推定値に対応する適切なＣＱＩグループを選択し、次に、第２段階として、選択したＣＱＩグループに含まれるＣＱＩの中から、上記推定値に対応するＣＱＩ値を選択する。ここで、ＣＱＩグループは、全リソースブロックに対し共通に適用されるものであるが、選択されたグループ内からさらに選択されるＣＱＩは、リソースブロック各々に対応したものである。ＣＱＩ選択部１２３は、選択したＣＱＩグループを示す識別情報（ＣＱＩグループＩＤ）と、このグループの中から選択したＣＱＩに関する情報（各リソースブロックに対応した複数のＣＱＩ値）とをＣＱＩ生成部１２４へ出力する。

ＣＱＩ生成部１２４は、ＣＱＩ選択部１２３から出力されるＣＱＩグループＩＤと、リソースブロック毎のＣＱＩ値とを結合することにより、基地局へ送信するＣＱＩフレームを生成し、符号化部１０１へ出力する。

図３および図４を用いて、上記の本実施の形態に係るＣＱＩ報告方法について、より詳細に説明する。

図３は、本実施の形態に係るマルチキャリア通信装置が収容されている通信システムで利用可能な全ＣＱＩの一例を示す図である。ここでは、変調方式のバリエーションとしてＱＰＳＫ、８ＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭがあり、符号化率のバリエーションとして１／３、１／２、２／３、３／４、５／６がある。また、シンボルを複数個に複製（レピティション）して通信を行う場合を例にとっているので、レピティションシンボルのシンボル数であるレピティション数（ＲＦ：Repetition Factor）も規定されており、ここではＱＰＳＫ方式の場合のみ、ＲＦ＝１、２、４が適用されるとする。

この図の例では、組み合わせとして３０種類、通信不能状態を示すＣＱＩも含めると３１種類のＣＱＩが利用可能である。通信システム全体で見れば、このような範囲のＣＱＩのバリエーションが存在するため、リソースブロック毎にＣＱＩ報告を行う場合、ＣＱＩ報告に必要となるＣＱＩビット数は、５ビット（＝３２通り）となる。また、アンテナダイバーシチを利用する場合の送信アンテナや、ＭＩＭＯ−ＳＤＭ（Multi-Input / Multi-Output - Space Division Multiplexing）方式を採用する場合のストリーム番号等、利用可能な送信パラメータが増加すればするほど利用可能なＣＱＩは増加するため、さらにＣＱＩ報告量は増大する。

そこで、本実施の形態では、既に説明した通り、実際に利用するＣＱＩとして、いずれかのＣＱＩグループに属するＣＱＩを選択する。すなわち、より選択肢の少ないＣＱＩグループの中から実際のＣＱＩを選択するため、ＣＱＩ報告量を削減することができる。

そもそも、ＣＱＩは、通信システムがサポートするあらゆる通信端末のあらゆる伝送路環境に対応するために、ダイナミックな幅広い選択肢が用意されている。しかし、ある通信端末に着目した場合、この通信端末の伝送路環境は限定されたものであり、必要となるＣＱＩはより限定された範囲のものである。特に、瞬時瞬時のチャネル応答を考えると、必要なＣＱＩはより限定されたものとなる。よって、ＣＱＩの選択の幅を、上記の通り限定しても、通信システムのスループットが低下することはほとんどないと考えられる。

図４は、本実施の形態に係るＣＱＩテーブルのデータ構造を説明するための図である。この図を用いて、ＣＱＩグループの設定方法についても具体的に説明する。

４０１は、本実施の形態に係る通信システムで利用可能なＣＱＩ（図３参照）を、所要ＳＩＮＲの高い方から順に並べ、同じ伝送レートのＣＱＩは、所要ＳＩＮＲの低いＣＱＩを１つ選択して設定されたＣＱＩテーブルである。

本実施の形態では、受信品質の近いＣＱＩをまとめて１グループとする。具体的には、４０１のＣＱＩテーブルを基礎にＣＱＩを８個ずつまとめて、ＣＱＩグループ１〜６を設定する。４０２は、所要ＳＩＮＲの最も高いＣＱＩで設定されたＣＱＩグループ１であり、４０３は、次に所要ＳＩＮＲの高いＣＱＩで設定されたＣＱＩグループ２である。所要ＳＩＮＲの中程度のＣＱＩでは、ＣＱＩグループ４が設定される。４０４は、所要ＳＩＮＲの最も低いＣＱＩで設定されたＣＱＩグループ６である。

また、本実施の形態で、各ＣＱＩグループに含まれるＣＱＩは、グループ間で重複するように設定される。これにより、より多様な通信端末のチャネル環境に対応することができる。

なお、この例では、符号化率が同じＣＱＩが１グループにまとめられているが、各グループに含まれるＣＱＩが受信品質の広い範囲をカバーし、ＣＱＩの所要品質の間隔がある程度均等になるように設定されるのであれば、１グループ内の符号化率は異なっていても良いし、同一グループ内に同じ変調方式が含まれていても良い。

図５は、本実施の形態に係るＣＱＩ報告用の送信フレームのフレーム構成を示す図である。

ＣＱＩフレーム生成部１１７は、ＣＱＩ選択部１２３で選択されたＣＱＩグループＩＤと、各リソースブロックに対応するＣＱＩビット（各ＣＱＩを識別するための情報ビット）とから、この図に示すような、ＣＱＩ報告用の送信フレームを生成する。

ここで、ＣＱＩグループＩＤのビット数Ｘは、システムで設定されるＣＱＩグループ数に依存する。すなわちＸビットの場合、２^Ｘ種類のＣＱＩグループが設定可能である。また、各リソースブロックに対応するＣＱＩのビット数Ｙは、ＣＱＩグループに含まれるＣＱＩの数に依存する。すなわちＹビットの場合、２^Ｙ種類のＣＱＩを１つのＣＱＩグループ内に設定可能である。例えば、図４に示したＣＱＩテーブルの場合、ＣＱＩ報告にこの送信フレームを使用することにより、必要なＣＱＩビット数を３ビットに低減することができる。

なお、ＣＱＩグループ数、または各ＣＱＩグループに含まれるＣＱＩの種類（数）を減らすことにより、さらにＣＱＩ報告量を削減することできる。

図６Ａ,Ｂは、本実施の形態に係るＣＱＩ報告方法が適する通信環境を説明するための図である。

本実施の形態に係るＣＱＩグループは、受信品質が近いＣＱＩでグループ化されているため、図６Ａ,Ｂに示すような、リソースブロック毎の受信品質のばらつきが小さいチャネル特性を有する通信端末、すなわち周波数選択性フェージングが緩やかな受信品質特性となっている通信端末に適している。

このように、本実施の形態によれば、複数のＣＱＩを幾つかのＣＱＩグループに分け、このグループの中から実際に使用するＣＱＩを選択する。そして、選択したグループを示す識別情報と、グループ内で選択したＣＱＩを示す識別情報と、の２つの情報によってＣＱＩ報告を行う。よって、ＣＱＩ決定の際のＣＱＩの選択肢を少なくすることにより、ＣＱＩを識別するのに必要なビット数を低減し、ＣＱＩ報告量を削減することができる。なお、グループ識別情報の報告は、第１段階として、精度の粗い大まかなＣＱＩ情報を通知することに相当する。また、グループ内で選択したＣＱＩの識別情報をさらに報告するのは、第２段階として、精度の細かいＣＱＩ情報を通知することに相当する。なお、ここで、ＣＱＩグループは全リソースブロックに対し共通に適用されるもので、各リソースブロックごとに異なるＣＱＩグループを割り当てることはしない。一方、各ＣＱＩグループ内で選択されるＣＱＩは各リソースブロックに対し異なる値を取り得るものである。

また、本実施の形態によれば、ＣＱＩの報告対象であるリソースブロックは、通信帯域内に含まれる全リソースブロックである。すなわち、全リソースブロックについて、選択されたＣＱＩグループの範囲内においてＣＱＩを報告する。よって、全リソースブロックに対してＣＱＩ報告を行いつつも、ＣＱＩの選択肢を少なくすることにより、ＣＱＩ報告量を削減することができる。すなわち、報告対象のリソースブロック数にかかわらず、一定の割合でＣＱＩ報告量を削減することができる。

また、本実施の形態によれば、通信システムで利用可能なＣＱＩのうち、移動局等のマルチキャリア通信装置が、ある時点で利用可能なＣＱＩの範囲が存在するため、現時点では利用することのないＣＱＩ、または利用できないＣＱＩをＣＱＩ報告の選択肢から外すことにより、リソースブロック毎のＣＱＩビット数を削減することができる。

また、本実施の形態によれば、所要ＳＩＮＲ等の受信品質の近いＣＱＩをまとめて１グループとする。よって、各リソースブロック間の受信品質のばらつきが小さい通信端末に対し、より細かく、より精度良く適切なＣＱＩを選択することができる。

また、本実施の形態によれば、ＣＱＩは、ＣＱＩテーブルによって、一定の規則の基に複数のＣＱＩグループに予め分けられて記録されている。このＣＱＩグループは、送受信間、すなわち基地局と通信端末との間で既知のものである。よって、ＣＱＩが具体的にどのようにグループ化させているかの情報を通知する必要がない。

なお、本実施の形態では、ＣＱＩグループが、予め設定された固定のものである場合を例にとって説明したが、ＣＱＩグループは、通信システムの利用環境、例えば、市街地、郊外等の屋外もしくは屋内、または接続中の通信端末のチャネル状態等に応じて、適応的に設定されるようにしても良い。適応的に設定される場合は、設定に関する情報は基地局から周期的に報知チャネル等で通信端末等に通知される。

また、本実施の形態では、ＣＱＩ選択部１２３が、受信品質に応じたＣＱＩを、２段階で選択する場合、すなわち第１段階でＣＱＩグループを選択し、第２段階で当該グループの中から実際のＣＱＩを選択する場合を例にとって説明したが、本発明は、ＣＱＩ報告量を低減するために、ＣＱＩ情報が、ＣＱＩグループの識別情報と、このグループ内で実際に選択されたＣＱＩの識別情報と、からなる２段階情報となっていれば充分であるので、ＣＱＩ選択部１２３は、受信品質に応じたＣＱＩをまず直接選択し、次にこの選択したＣＱＩが含まれるＣＱＩグループを認識し、これらの情報から、ＣＱＩグループの識別情報と、実際に選択されたＣＱＩの識別情報と、を生成するようにしても良い。

また、本実施の形態では、ＣＱＩグループの選択を通信端末が行う場合を例にとって説明したが、予め基地局が通信端末毎にＣＱＩグループを指示する構成としても良い。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係るマルチキャリア通信装置の構成は、実施の形態１に示したマルチキャリア通信装置と同様の基本的構成を有しているため、その説明を省略し、実施の形態１と異なる点、すなわち、ＣＱＩテーブルのデータ構造について以下説明する。

図７および図８は、本実施の形態に係るＣＱＩテーブルのデータ構造を説明するための図である。

７０１および８０１は、本実施の形態に係る通信システムで利用可能なＣＱＩを示したＣＱＩテーブルである。ＣＱＩは所要ＳＩＮＲの順に並べられている。そして、この所要ＳＩＮＲの順に並べたＣＱＩテーブルを基に、各ＣＱＩグループに含まれるＣＱＩの数が８となるようなＣＱＩグループ２１〜２５が設定されている。

具体的には、７０２に示すように、ＣＱＩグループ２１は符号化率Ｒ＝５／６となる全ての変調方式および通信不能を表すＣＱＩで構成されている。また７０３に示すように、ＣＱＩグループ２２は符号化率Ｒ＝３／４となるすべての変調方式および通信不能を表すＣＱＩで構成されている。また、８０２に示すように、ＣＱＩグループ２５は符号化率Ｒ＝１／３となるすべての変調方式および通信不能を表すＣＱＩで構成されている。ＣＱＩグループ２３、２４についても同様である。

このようにＣＱＩグループを設定することで、１つのＣＱＩグループに含まれるＣＱＩの所要ＳＩＮＲの範囲は、低いＳＩＮＲから高いＳＩＮＲまでの広範囲をサポートすることができ、かつ、各ＣＱＩ相互の所要ＳＩＮＲの間隔も、ほぼ均等に設定することができる。なお、かかる場合においても、実施の形態１と同様に、ＣＱＩ報告に必要なＣＱＩビット数は３ビットである。

このように、本実施の形態によれば、１つのＣＱＩグループ内において、ＣＱＩの所要受信品質が幅広いレンジをカバーするように、所要受信品質の間隔が開いたＣＱＩによってＣＱＩグループを構成する。よって、各リソースブロック間の受信品質のばらつきが大きい通信端末に対し、一部の所要受信品質に偏ることのない、広い範囲の所要受信品質に対応した適切なＣＱＩを割り当てることができ、ＣＱＩ報告の精度を向上させることができる。

図９Ａ,Ｂは、本実施の形態に係るＣＱＩ報告方法が適する通信環境を説明するための図である。

本実施の形態に係るＣＱＩグループは、図９Ａ,Ｂに示すような、リソースブロック毎の受信品質のばらつきが大きいチャネル特性を有する通信端末、すなわち周波数選択性フ
ェージングが激しい受信品質特性となる通信端末に適している。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係るマルチキャリア通信装置の構成も、実施の形態１に示したマルチキャリア通信装置と同様の基本的構成を有しているので、その説明を省略し、実施の形態１、２と異なる点、すなわち、ＣＱＩテーブルのデータ構造について以下説明する。

図１０は、本実施の形態に係るＣＱＩテーブルのデータ構造を説明するための図である。

１００１は、本実施の形態に係る通信システムで利用可能なＣＱＩを所要ＳＩＮＲの順に並べた図である。この所要ＳＩＮＲの順に並べたＣＱＩテーブルを基に、ＣＱＩの数を８に限定したＣＱＩグループを設定する。

具体的には、１００２に示すように、ＣＱＩグループ３１は、所要ＳＩＮＲの最も高い複数のＣＱＩを含み（インデックス３０、２９、２８、２５）、かつ、これらの所要ＳＩＮＲの高い複数のＣＱＩに加え、所要ＳＩＮＲの低いＣＱＩをも幾つか含むように、所要ＳＩＮＲの間隔が開くような複数個のＣＱＩを選択し（インデックス２３、１９、１４、９）、これらも同一グループに設定する。

また、１００３に示すように、ＣＱＩグループ３２は、所要ＳＩＮＲの中程度のＣＱＩを含み（インデックス１８、１５、１３、１２）、ＣＱＩグループ３１と同様に、所要ＳＩＮＲの低いＣＱＩを幾つか含むような設定にする（インデックス９、７、４）。

このように、ＣＱＩグループ３１、３２は、所要受信品質が低くなればなるほど所要受信品質の間隔の離れたＣＱＩによって構成されている。特に、所要ＳＩＮＲが高い範囲では各ＣＱＩ間の所要ＳＩＮＲの間隔が狭くなるようなＣＱＩが選択され、所要ＳＩＮＲの低い範囲では、各ＣＱＩ間の所要ＳＩＮＲの間隔が広がるようなＣＱＩが選択されている。

一方、１００４に示すように、ＣＱＩグループ３３は、所要ＳＩＮＲが所定レベル以下の低いＣＱＩのみで構成される。なお、このＣＱＩグループ３３は、実施の形態１で示したグループ６と同じ設定である（図４参照）。

このように、本実施の形態によれば、所要受信品質が高い範囲では等間隔のＣＱＩをグループに含め、所要受信品質の低い範囲では間隔が開くけれども広い範囲をカバーするＣＱＩをグループに含める。これにより、ＣＱＩ報告の精度を向上させることができる。例えば、ＣＱＩグループ３１において、インデックス２３、１９、１４、９のＣＱＩが含まれていなかったとすると、実際に必要とするＣＱＩがＣＱＩグループ３１の範囲外であった場合、すなわち、インデックス２５のＣＱＩよりも低い受信品質のリソースブロックに対しては、これが通信可能なリソースブロックであるにもかかわらず、通信不可という報告をするか、または適切なＣＱＩを報告できない、すなわち、実際の受信品質よりも高い所要受信品質のＣＱＩを報告することとなる。その結果、このリソースブロックに対して送信データ割り当てや適切な変調パラメータの設定を行うことができなくなる。しかし、上記の構成を採ることにより、広い範囲のＣＱＩをカバーすることができるので、この問題は発生しない。

図１１Ａ,Ｂは、本実施の形態に係るＣＱＩ報告方法が適する通信環境を説明するための図である。

図１１Ａは、チャネル全体の受信品質が高く、かつ、ノイズ、干渉電力等の影響が小さいため、通信可能な受信品質の範囲Ｒ３１が広い例を示している。また、図１１Ｂは、チャネル全体の受信品質が小さく、かつ、ノイズ、干渉電力等の影響が大きいため、通信可能な受信品質の範囲Ｒ３２が狭い例を示している。本実施の形態に係るＣＱＩグループは、図１１Ａ,Ｂに示すような、到来波がレイリーフェージングとなるチャネル特性を有する通信端末に適している。

また、本実施の形態によれば、ＣＱＩグループは、所要受信品質が低くなればなるほど、ＣＱＩ間の互いの所要受信品質の間隔が徐々に広くなるようなＣＱＩによって構成される。これは以下の理由に依る。

図１２は、各所要ＳＩＮＲにおいて、そのＳＩＮＲを示すＣＱＩを基地局に報告する必要があるリソースブロックの存在確率を示すグラフである。すなわち、存在確率の値が低いほど、そのＳＩＮＲを示すＣＱＩを報告する必要のあるリソースブロックが少ないことを示している。なお、ここでは、伝送路が周波数選択性レイリーフェージング環境下にある場合を想定している。

この図に示すように、所要ＳＩＮＲが低くなるほど、それに対応するＣＱＩを報告する必要のあるリソースブロック数（存在確率）は減少していく。よって、所要ＳＩＮＲが低くなればなるほど、そのＣＱＩは使用されることがほとんどなくなる。そこで、本実施の形態では、寄与対効果を考慮して、所要ＳＩＮＲの低い領域では、ＣＱＩ間の所要ＳＩＮＲの間隔が広くなるようにしてＣＱＩ報告の精度を下げる（報告ＣＱＩの分解能を低くする）設定とする。これにより、ＣＱＩ報告の精度の期待値は維持しつつ、ＣＱＩがカバーする所要受信品質の範囲を広げることができる。

また、本実施の形態によれば、各ＣＱＩグループ同士を比較すると、各ＣＱＩに対応する所要受信品質が同じようには分布しないこととなる。しかし、かかる場合も、ＣＱＩ報告に必要なＣＱＩビット数は３ビットである。

なお、本実施の形態では、所要受信品質が低くなればなるほど、ＣＱＩ間の所要受信品質の間隔が徐々に広くなるような場合を例にとって説明したが、所要受信品質の低い範囲において、所要受信品質の間隔が等間隔ではあるが、その間隔が広くなるように設定しても良い。この構成によっても、広い範囲の所要受信品質をカバーするという目的は達成できるからである。

（実施の形態４）
図１３Ａ,Ｂは、本発明の実施の形態４におけるＣＱＩ報告対象のリソースブロックを説明するための図である。図１３Ａ,Ｂにおいて、各リソースブロックの受信品質特性（チャネル応答）を示すと共に、報告対象のリソースブロックを斜線を付して示す。

図１３Ａは、受信品質が良好な方から所定数４のリソースブロックを各通信端末が選択し、このリソースブロックについてＣＱＩ報告を行う例を示している。この例では、報告対象のリソースブロック間のＣＱＩの振れ幅Ｒ４１が小さい。

図１３Ｂは、ＲＢグループ＃１〜＃４の中から、最も伝送効率の高い適切なＲＢグループを各通信端末が選択し、このＲＢグループについてＣＱＩ報告を行う例を示している。ここでは、通信端末が、ＲＢグループ＃２を選択しているので、報告対象のリソースブロック間のＣＱＩの振れ幅Ｒ４２が小さくなっている。

このように、本実施の形態では、報告対象のリソースブロック数が諸条件に応じて変化する。そこで、ＣＱＩテーブルも、各リソースブロック数に対応して複数設定され、リソースブロック数に応じてこれらが使い分けられる。

本実施の形態に係るマルチキャリア通信装置の構成は、実施の形態１に示したマルチキャリア通信装置と同様の基本的構成を有しているため、その説明を省略し、実施の形態１と異なる構成であるＣＱＩフレーム生成部１１７ａについて以下説明する。

図１４は、ＣＱＩフレーム生成部１１７ａ内部の主要な構成を示すブロック図である。なお、実施の形態１に示したＣＱＩフレーム生成部１１７と同一の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略し、同様の機能を有する構成要素には同一の符号に加えアルファベットを付加することにより、これを表示する。

このＣＱＩフレーム生成部１１７ａには、報告ＲＢ数決定部（図示せず）から、決定された報告ＲＢ数情報が入力される。

ＣＱＩテーブル部１２２ａには、報告リソースブロック数に応じた複数のＣＱＩテーブルが保持されている。詳細については後述する。

ＣＱＩ選択部１２３ａは、入力される報告ＲＢ数に基づいて、ＣＱＩテーブル部１２２ａに保持されているＣＱＩテーブルから適切なＣＱＩテーブルを選択し、これを用いて報告対象のリソースブロック毎のＣＱＩ値を決定する。

図１５は、ＣＱＩテーブル部１２２ａに保持されているＣＱＩテーブルの一例を示す図である。また、ＣＱＩテーブル部１２２ａには、他の種類のＣＱＩテーブルも保持されており、一例をあげるならばそれは図４に示したようなＣＱＩテーブルである。

これらは、いずれも、所要受信品質の近いＣＱＩで各ＣＱＩグループが構成されているが、図１５に示すＣＱＩテーブルは、図４に示したＣＱＩテーブルと異なり、各ＣＱＩグループに含まれるＣＱＩの数が４に設定されている。

これは、報告対象のリソースブロック数が少なければ少ないほど、このリソースブロックにおける受信品質のばらつきは小さくなるため、図１５に示すＣＱＩテーブルでは、リソースブロック数の減少に応じて、各ＣＱＩグループに含まれるＣＱＩの数も制限しているためである。なお、図１５の例では、必要なＣＱＩビット数は２ビットとなる。

図１６は、本実施の形態に係る報告ＣＱＩ決定方法の処理手順を示すフロー図である。

本実施の形態では、報告ＲＢ数を所定の閾値と大小比較し（ＳＴ４０１０）、報告ＲＢ数が所定の閾値よりも大きい場合、通常のＣＱＩテーブルの中から適切なＣＱＩテーブルを決定する（ＳＴ４０２０）。ここで、通常のＣＱＩテーブルとは、リソースブロック数減少に対応していないＣＱＩテーブルのことであり、例えば、実施の形態１〜３で示したＣＱＩテーブルがこれに該当する。

一方、ＳＴ４０１０において報告ＲＢ数が所定の閾値以下の場合、リソースブロック数の減少に対応して設定されている複数のＣＱＩテーブル（一例としては、図１４）の中から適切なＣＱＩテーブルを決定する（ＳＴ４０３０）。

そして、決定されたＣＱＩテーブルを用いて、所要受信品質に対応する適切なＣＱＩグループを選択し（ＳＴ４０４０）、この選択されたＣＱＩグループの中から、報告対象の
リソースブロック毎に対する適切なＣＱＩを決定する（ＳＴ４０５０）。

図１７Ａ,Ｂ,Ｃは、本実施の形態に係るＣＱＩ報告方法によるＣＱＩ報告量を説明するための図である。

本実施の形態では、上記フローで示したように、報告対象のリソースブロック数が所定の閾値よりも大きい場合と小さい場合とで、使用するＣＱＩテーブルが異なってくる。よって、ＣＱＩテーブルの違いによって、ＣＱＩグループＩＤを示すビット数と、リソースブロック毎のＣＱＩビット数も変化する。

報告対象のリソースブロック数が所定の閾値よりも大きい場合、送信フレームは、例えば、図１７Ａに示すようなものになる。ここでは、ＣＱＩグループ数が１６種類、各ＣＱＩグループに含まれるＣＱＩ数が８である例を示している。よって、ＣＱＩグループＩＤは４ビットで表現され、各リソースブロックに対するＣＱＩ情報は３ビットで表現される。

一方、報告対象のリソースブロック数が所定の閾値以下である場合、送信フレームは、例えば、図１７Ｂまたは図１７Ｃに示すようなものになる。なお、図１７Ｂは、受信品質がより良好な方から所定数のリソースブロックが選択される場合、図１７Ｃは、最も受信品質の良好なＲＢグループを選択する場合である。ここでは、ＣＱＩグループ数が８種類、各ＣＱＩグループに含まれるＣＱＩ数が４である例（図１５に示したＣＱＩテーブルを使用する場合）を示している。よって、ＣＱＩグループＩＤは３ビットで表現され、各リソースブロックに対するＣＱＩ情報は２ビットで表現される。

このように、本実施の形態によれば、ＣＱＩ報告対象のリソースブロック数が減少する場合、これに伴って、各ＣＱＩグループに含まれるＣＱＩ数も減少させる。これにより、ＣＱＩ報告の精度の低下を防止しつつ、ＣＱＩ報告量を削減することができる。

以上、本発明の各実施の形態について説明した。

本発明は、上記各実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、各実施の形態において、多種多様なチャネル状況に適した複数のＣＱＩテーブル、すなわち伝送路環境に応じた複数種類のＣＱＩグループ方法を開示した。よって、これらを適宜組み合わせて実施することが可能である。

具体的には、ＣＱＩ選択候補のうち、受信品質の近いＣＱＩの組で構成されるＣＱＩグループと、受信品質の間隔が離れたＣＱＩの組で構成されるＣＱＩグループとを双方設定し、移動局の報告対象の全リソースブロックの受信品質に適したリソースブロック共通のＣＱＩグループを選択し、ＣＱＩ報告しても良い。これにより、移動局は、ＣＱＩビット数を削減しつつ、受信品質に適した適切なＣＱＩグループをＣＱＩ報告に使用することができる。すなわち、マルチユーザダイバーシチ利得をほぼ損なうことなく、ＣＱＩ報告量を効果的に削減することができる。

例えば、図６Ａのように、リソースブロック間の受信品質のばらつきが小さく、かつ、受信品質が高い場合は、所要ＳＩＮＲの近いＣＱＩからなり、かつ所要ＳＩＮＲの高いＣＱＩからなるＣＱＩグループを選択する。一方、図１１Ａのように、リソースブロック間の受信品質のばらつきが大きい場合は、所要ＳＩＮＲの間隔が大きいＣＱＩからなるＣＱＩグループのうち、各リソースブロックがより適切なＣＱＩ報告が可能なグループを選択する。ここで「より適切」とは、たとえば、各リソースブロックの受信品質とＣＱＩの所
要ＳＩＮＲとの差が最も小さくなるように設定することであったり、あるいは、最も伝送効率が高くなるＣＱＩグループを設定することを意味している。

本発明に係るマルチキャリア通信装置は、移動体通信システムにおける通信端末装置および基地局装置に搭載することが可能であり、これにより上記と同様の作用効果を有する通信端末装置、基地局装置、および移動体通信システムを提供することができる。

また、本発明は、ＯＦＤＭ以外のマルチキャリア方式の通信システムにおいても利用可能である。

なお、ＣＱＩグループ数や、ＣＱＩグループに含まれるＣＱＩビット数は、各実施の形態で示した値に限定されない。

また、ここでは、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明をソフトウェアで実現することも可能である。例えば、本発明に係るＣＱＩ報告方法のアルゴリズムをプログラミング言語によって記述し、このプログラムをメモリに記憶しておいて情報処理手段によって実行させることにより、本発明に係るマルチキャリア通信装置と同様の機能を実現することができる。

また、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されても良いし、一部または全てを含むように１チップ化されても良い。

また、ここではＬＳＩとしたが、集積度の違いによって、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩ等と呼称されることもある。

また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現しても良い。ＬＳＩ製造後に、プログラム化することが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続もしくは設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用しても良い。

さらに、半導体技術の進歩または派生する別技術により、ＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行っても良い。バイオ技術の適応等が可能性としてあり得る。

本明細書は、２００５年８月１９日出願の特願２００５−２３８９５２に基づくものである。この内容はすべてここに含めておく。

本発明は、移動体通信システムにおける通信端末装置、基地局装置等の用途に適用することができる。

実施の形態１に係るマルチキャリア通信装置の主要な構成を示すブロック図 実施の形態１に係るＣＱＩフレーム生成部内部の主要な構成を示すブロック図 実施の形態１に係る通信システムで利用可能な全ＣＱＩの一例を示す図 実施の形態１に係るＣＱＩテーブルのデータ構造を説明するための図 実施の形態１に係るＣＱＩ報告用の送信フレームのフレーム構成を示す図 実施の形態１に係るＣＱＩ報告方法が適する通信環境を説明するための図 実施の形態１に係るＣＱＩ報告方法が適する通信環境を説明するための図 実施の形態２に係るＣＱＩテーブルのデータ構造を説明するための図 実施の形態２に係るＣＱＩテーブルのデータ構造を説明するための図 実施の形態２に係るＣＱＩ報告方法が適する通信環境を説明するための図 実施の形態２に係るＣＱＩ報告方法が適する通信環境を説明するための図 実施の形態３に係るＣＱＩテーブルのデータ構造を説明するための図 実施の形態３に係るＣＱＩ報告方法が適する通信環境を説明するための図 実施の形態３に係るＣＱＩ報告方法が適する通信環境を説明するための図 あるＳＩＮＲに対応するＲＢの存在確率を示すグラフ 実施の形態４におけるＣＱＩ報告対象のリソースブロックを説明するための図 実施の形態４におけるＣＱＩ報告対象のリソースブロックを説明するための図 実施の形態４に係るＣＱＩフレーム生成部内部の主要な構成を示すブロック図 実施の形態４に係るＣＱＩテーブルの一例を示す図 実施の形態４に係る報告ＣＱＩ決定方法の処理手順を示すフロー図 実施の形態４に係るＣＱＩ報告方法によるＣＱＩ報告量を説明するための図 実施の形態４に係るＣＱＩ報告方法によるＣＱＩ報告量を説明するための図 実施の形態４に係るＣＱＩ報告方法によるＣＱＩ報告量を説明するための図

Claims (11)

1. 複数のリソースブロック毎の受信品質を算出する品質算出部と、
   前記算出された各リソースブロックの受信品質に基づいて、複数のＣＱＩグループから１つのＣＱＩグループを選択し、選択された１つのＣＱＩグループに含まれる複数のＣＱＩからリソースブロック毎のＣＱＩを選択するＣＱＩ選択部と、
   前記選択したＣＱＩグループを示す情報を、前記選択したリソースブロック毎のＣＱＩを示す情報と一緒に送信する送信部と、
   を具備するマルチキャリア通信装置。
2. 前記ＣＱＩグループに含まれる複数のＣＱＩの少なくとも１つは、他のＣＱＩグループに含まれる、
   請求項１記載のマルチキャリア通信装置。
3. 前記ＣＱＩグループに含まれる複数のＣＱＩの少なくとも１つは、ＣＱＩグループ間で重複する、
   請求項１記載のマルチキャリア通信装置。
4. 前記ＣＱＩグループは、所要受信品質が近い複数のＣＱＩによって構成されている、
   請求項１記載のマルチキャリア通信装置。
5. 第１ＣＱＩグループに含まれるＣＱＩに対応する受信品質の範囲は、第２ＣＱＩグループに含まれるＣＱＩに対応する受信品質の範囲とは異なる、
   請求項１記載のマルチキャリア通信装置。
6. 前記受信品質が高い場合に選択される前記第１ＣＱＩグループに含まれるＣＱＩに対応する受信品質の範囲は広く、前記受信品質が低い場合に選択される前記第２ＣＱＩグループに含まれるＣＱＩに対応する受信品質の範囲は狭い、
   請求項５記載のマルチキャリア通信装置。
7. 前記複数のＣＱＩグループの少なくとも一つである第１ＣＱＩグループに含まれるＣＱＩに対応する高い受信品質間の間隔は狭く、前記第１ＣＱＩグループに含まれるＣＱＩに対応する低い受信品質間の間隔は広い、
   請求項１記載のマルチキャリア通信装置。
8. 前記ＣＱＩグループは、報告リソースブロック数に基づいて選択される、
   請求項１記載のマルチキャリア通信装置。
9. 報告リソースブロック数に応じて、各ＣＱＩグループに含まれるＣＱＩ数は変化する、 請求項１記載のマルチキャリア通信装置。
10. 報告リソースブロック数が減少するとき、各ＣＱＩグループに含まれるＣＱＩ数は減少する、
    請求項９記載のマルチキャリア通信装置。
11. 複数のリソースブロック毎の受信品質を算出し、
    前記算出された各リソースブロックの受信品質に基づいて、複数のＣＱＩグループから１つのＣＱＩグループを選択し、選択された１つのＣＱＩグループに含まれる複数のＣＱＩからリソースブロック毎のＣＱＩを選択し、
    前記選択したＣＱＩグループを示す情報を、前記選択したリソースブロック毎のＣＱＩを示す情報と一緒に送信する、
    マルチキャリア通信方法。

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