JP4870093B2 - 通信システムおよびそれに用いる基地局および端末 - Google Patents

Description

本発明は、複数のチャネルを用いて互いに通信を行う基地局と複数の端末とを備え、上記端末の各々が、受信品質情報を上記基地局に報告し、上記基地局が、端末の各々から報告された受信品質情報に基づいて上記チャネルを用いた通信のスケジューリングを行う通信システムに関するものである。また、本発明は、上記通信システムに用いる基地局および端末にも関する。

現在、移動通信システムにおいては、データ通信の増加に伴い、データ通信の需要が高まっており、高い周波数利用効率が得られる様々な技術が提案されている。周波数利用効率を高める可能性を持った技術のひとつに、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access；直交周波数分割多元接続方式）という技術がある。これは、複数のセルで構成される通信エリア（セルエリア）において、すべてのセルにおいて同じ周波数を用いて通信を行い、通信する際のデータ変調方式としてＯＦＤＭを使用し、アクセス方式としてＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access；時間分割多元接続方式）やＦＤＭＡ（Frequency Division Multiple Access；周波数分割多元接続方式）等の多元接続方式を使用している技術である。もちろん、このＯＦＤＭＡは、孤立セルでは、セルエリアと共通の無線インターフェースを持ちながら、より高速なデータ通信が実現できる通信方式である。

ＯＦＤＭＡシステムにおけるスケジューリング方法として、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband-Code Division Multiple Access；広帯域符号分割多元接続方式）移動通信システムにおける下り高速パケット伝送方式（ＨＳＤＰＡ；High Speed Downlink Packet Access）では、通信端末装置がすべてのサブキャリアにおける下り回線状態を示す情報であるＣＱＩ（Channel Quality Indicator）を基地局装置に報告し、基地局装置は各通信端末装置から報告されたすべてのサブキャリアのＣＱＩに基づいて、パケットのスケジューリングを行う方法が提案されている（非特許文献１参照）。

また、特許文献１には、サブキャリアをブロック化し、ブロック毎の変調情報（そのブロックにおける特定の位置のサブキャリア番号、および変調方式指定情報）を移動局から基地局へと送信することにより、上りリンクの制御情報量を低減する方法が開示されている。さらに、特許文献１には、複数のサブキャリアをブロック化し、伝搬路環境の変化に応じて、ブロックに含まれるサブキャリア数を適応的に変化させる方法も考案されている。この方法では、受信電力の差が所要の閾値に収まる隣接サブキャリアをブロックにまとめ、かつ、ブロックの数が最小になるように制御することにより、上りリンクの制御情報量の低減を図っている。

非特許文献２には、第一の方法として、サブキャリアをグループ分けし、全ての移動局が、各グループ内のサブキャリアの受信品質を平均化して、各グループ毎の平均受信品質を基地局にフィードバックする方法が提案されている。また、非特許文献２には、第二の方法として、サブキャリアをグループ分けし、各移動局を１つのグループに予め割り当て、各移動局が、予め割り当てられた１つのグループ内の全てのサブキャリアにおける受信品質のみを基地局にフィードバックする方法が提案されている。
特開２００３−１６９０３６号公報（平成１５年（２００３年）６月１３日公開） Lucent Technologies, "Comments on frequency scheduling and joint power and rate optimization for OFDM", 3GPP, TSG RAN WG1 Meeting #29, R1-02-1321、2002年11月 NTT Docomo, "Physical Channels and Multiplexing in Evolved UTRA Downlink", 3GPP, TSG RAN WG1 Ad Hoc on LTE R1-050590、2005年６月 しかしながら、非特許文献１のＯＦＤＭＡシステムのように、複数の周波数チャネル（サブキャリア）に異なる移動局を割り当てるシステムにおいて送信データのスケジューリングを行う場合、基地局において割り当てを変更する周期ごとに、全ての周波数チャネルにおける全ての移動局の受信品質を比較することが必要である。つまり、全ての移動局が、全ての周波数チャネルにおける受信品質の測定結果を、周期的に基地局に通知しなければならない。そのため、上りリンクの制御情報量が増加し、オーバヘッドが大きくなるという問題が生じる。

また、特許文献１の方法では、ブロック化する際、サブキャリアの受信サブキャリアの受信電力によりブロックの大きさを制御し、かつ、特定位置のサブキャリア番号を移動局から基地局に通知しなければならない。また、特許文献１のように受信電力の差が所要の閾値に収まる隣接サブキャリアをブロックにまとめるだけでは、移動局から基地局への通知情報量を十分に削減できず、オーバヘッドの増大を招く場合がある。

また、非特許文献２のような単純なグループ化を行うだけでは、移動局から基地局への通知情報量を十分に削減できず、オーバヘッドの増大を招く場合がある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、効率的なチャネルのグループ化を行うことにより、端末から基地局に報告する受信品質情報（ＣＱＩ）の情報量を削減し、スループットを向上させることができる通信システム、並びに、それに用いる基地局および端末を提供することにある。

本発明の通信システムは、上記の課題を解決するために、複数のチャネルを用いて無線にて互いに通信を行う基地局と複数の端末とを備え、上記端末の各々が、受信信号の受信品質情報を上記基地局に報告し、上記基地局が、上記端末の各々から報告された受信品質情報に基づいて、上記チャネルを用いた通信のスケジューリングを行う通信システムであって、上記端末の各々は、上記チャネルの受信信号の受信品質を測定する受信品質測定部と、チャネルをサブグループにまとめサブグループをグループにまとめる２段階グループ化方式と、上記受信品質測定部で測定された受信品質とに基づいて、上記サブグループごとに代表する受信品質情報を生成して上記基地局へ報告する受信品質情報決定部とを備え、上記２段階グループ化方式は、上記グループを上記端末に割り当てるようになっており、上記端末の受信品質情報決定部は、その端末に割り当てられたグループに属するサブグループのみについて、上記代表する受信品質情報を生成して報告することを特徴としている。

上記構成によれば、上記端末は、その端末に割り当てられたグループに属するサブグループのみについて、上記代表する受信品質情報をサブグループごとに生成して報告する。したがって、この端末は、全チャネルの受信品質情報を基地局に報告する場合や、隣接する複数のチャネルをグループ化してグループ毎の受信品質情報を基地局に報告する場合と比較して、基地局に報告する受信品質情報の情報量を削減できる。その結果、上りリンクのオーバヘッドを低減し、スループットを向上させることができる。

本発明の通信システムは、上記基地局が、上記受信品質情報決定部で用いる２段階グループ化方式を複数の２段階グループ化方式の中から選択するグループ化方式選択部と、上記グループ化方式選択部で選択された２段階グループ化方式の情報を端末に送信する送信部とを備え、上記端末が、上記送信部から送信された２段階グループ化方式の情報を受信する受信部を備える構成とすることができる。

上記構成によれば、基地局が、複数の端末に関する２段階グループ化方式の選択を一括して行うことができるので、２段階グループ化方式の選択を効率的に行うことができる。

本発明の通信システムは、上記端末が、上記受信品質情報決定部で用いる２段階グループ化方式を複数の２段階グループ化方式の中から選択するグループ化方式選択部と、上記グループ化方式選択部で選択された２段階グループ化方式の情報を基地局に送信する送信部とを備え、上記基地局が、上記送信部から送信された２段階グループ化方式の情報を受信する受信部を備える構成とすることができる。

上記構成によれば、端末が２段階グループ化方式情報の選択を行うので、２段階グループ化方式を選択するための手段を基地局に設ける必要がない。

上記グループ化方式選択部は、グループ数が異なり、かつ、グループ内のサブグループ数が同一である複数の２段階グループ化方式の中から、上記受信品質情報決定部で用いる２段階グループ化方式を選択する構成とすることができる。

上記構成によれば、２段階グループ化方式を切り替えてもグループ内のサブグループ数が変化しないので、端末から基地局に報告する受信品質情報の情報量を一定にすることができる。したがって、端末から基地局に報告する受信品質情報の情報量を一定量以下に削減できる。本発明を適用することが想定される携帯電話システムでは、制御情報の容量が一定量以下に制限されているので、これは特に有効である。

さらに、上記構成では、端末が基地局にグループ化方式に関する情報を通知し、通知された情報に基づいて基地局がグループ数およびサブグループ内のチャネル数を認識する場合に、端末が基地局に通知するグループ化方式に関する情報の情報量を抑えることができる。すなわち、グループ内のサブキャリア数が変化する場合、基地局がグループ数とサブグループ内のチャネル数とを識別するためには、端末がグループ数を識別するための情報とサブグループ内のチャネル数を識別するための情報とを基地局に通知することが必要である。これに対し、上記構成では、グループ内のサブグループ数を固定しているので、端末がグループ数を識別するための情報のみを基地局に通知すれば、基地局がグループ数とサブグループ内のチャネル数との両方を識別することができる。

さらに、上記構成では、グループ内のサブグループ数が固定であるので、各グループの受信品質情報量は一定となる。

さらに、上記構成では、グループ数を決定すれば、自動的にサブグループ内のチャネル数が決まるので、グループ数が異なる２段階グループ化方式の切り替えにより、サブグループ内のチャネル数を変更することができる。これにより、グループ数が異なる２段階グループ化方式の切り替えにより、サブグループ内のチャネル数を減少させて、サブグループ内におけるチャネル間での端末の受信品質の分散を低減できる。したがって、受信品質情報の精度が低下することを回避し、受信品質情報に基づくスケジューリングを最適化することができる。すなわち、上記構成によれば、スケジューリングを最適化しながら、端末から基地局に報告する受信品質情報の情報量を削減することができる。

上記グループ化方式選択部は、サブグループ内のチャネル数が異なる複数の２段階グループ化方式の中から、上記サブグループ内における端末の受信品質のチャネル間での分散に基づいて、上記受信品質情報決定部で用いる２段階グループ化方式を選択する構成とすることができる。

上記構成によれば、サブグループ内のチャネル数が異なる複数の２段階グループ化方式の中から、上記サブグループ内におけるチャネル間での端末の受信品質の分散に基づいて、上記受信品質情報決定部で用いる２段階グループ化方式を選択する。これにより、サブグループ内におけるチャネル間での端末の受信品質の分散が増大した場合には、サブグループ内のチャネル数を減少させて、サブグループ内における端末の受信品質の分散を低減できる。したがって、受信品質情報の精度が低下することを回避し、受信品質情報に基づくスケジューリングを最適化することができる。すなわち、上記構成によれば、スケジューリングを最適化しながら、端末から基地局に報告する受信品質情報の情報量を削減することができる。

上記グループ化方式選択部は、個々のグループを割り当てる端末の数が異なる複数の２段階グループ化方式の中から、上記基地局と通信を行う端末の数に基づいて、上記受信品質情報決定部で用いる２段階グループ化方式を選択する構成とすることができる。

上記構成によれば、上記基地局と通信を行う端末の数が少ない場合に、グループ内の端末の数がより多い２段階グループ化方式を選択することができる。これにより、マルチユーザダイバーシチ効果を向上させ、システムのスループットを向上させることができる。

上記グループ化方式選択部は、各端末に割り当てるグループの数が、基地局から端末へ送信するデータの優先度に応じて変化するように、上記受信品質情報決定部で用いる２段階グループ化方式を選択する構成とすることができる。

上記構成によれば、高優先度のデータを要求する端末に対して、低優先度のデータを要求する端末よりも多くのチャネルを割り当てることができる。それゆえ、高優先度のデータを、より速く、より確実に、基地局から端末へ送信することができる。

上記グループ化方式選択部は、各端末ごとに、上記受信品質情報決定部で用いる２段階グループ化方式を選択する構成とすることができる。

上記構成によれば、各端末ごとに２段階グループ化方式を最適化することができるので、端末から基地局に報告する受信品質情報の情報量をより一層削減することができる。

本発明の通信システムにおいて、上記２段階グループ化方式は、隣接する複数のチャネルをサブグループにまとめるようになっている構成とすることができる。

隣接するチャネルにおける受信品質は、高い相関を持つ可能性が高い。そのため、上記構成のように隣接するチャネルをサブグループにまとめると、サブグループ内におけるチャネル間での受信品質の分散が小さくなり、受信品質情報の精度が向上する。したがって、上記構成によれば、受信品質情報に基づくスケジューリングを最適化することができる。

本発明の基地局は、上記の課題を解決するために、複数のチャネルを用いて無線にて互いに通信を行う基地局と複数の端末とを備えた通信システムに用いる基地局であって、チャネルをサブグループにまとめサブグループをグループにまとめる２段階グループ化方式の一つを複数の２段階グループ化方式の中から選択するグループ化方式選択部と、上記グループ化方式選択部で選択された２段階グループ化方式の情報を端末に送信する送信部と、端末からその端末の属するグループのサブグループのみについて、チャネルの受信品質を代表する受信品質情報を受信する受信部とを備えることを特徴としている。

上記構成によれば、端末からその端末の属するグループのサブグループのみについて、チャネルの受信品質を代表する受信品質情報を受信する。したがって、全チャネルの受信品質情報を端末から受信する場合や、隣接する複数のチャネルをグループ化してグループ毎の受信品質情報を端末から受信する場合と比較して、端末から受信する受信品質情報の情報量を削減できる。その結果、上りリンクのオーバヘッドを低減し、スループットを向上させることができる。

さらに、上記構成によれば、複数の端末に関する２段階グループ化方式の選択を一括して行うことができるので、２段階グループ化方式の選択を効率的に行うことができる。

本発明の端末は、上記の課題を解決するために、複数のチャネルを用いて無線にて互いに通信を行う基地局と複数の端末とを備えた通信システムに用いる端末であって、受信品質を測定する受信品質測定部と、チャネルをサブグループにまとめサブグループをグループにまとめる２段階グループ化方式と、上記受信品質測定部で測定された受信品質とに基づいて、上記サブグループごとに代表する受信品質情報を生成して上記基地局へ報告する受信品質情報決定部とを備え、上記２段階グループ化方式は、上記端末にグループを割り当てるようになっており、上記受信品質情報決定部が、上記端末に割り当てられたグループに属するサブグループのみについて、上記代表する受信品質情報を生成して報告することを特徴としている。

上記構成によれば、上記端末に割り当てられたグループに属するサブグループのみについて、上記代表する受信品質情報をサブグループごとに生成して報告する。したがって、全チャネルの受信品質情報を基地局に報告する場合や、隣接する複数のチャネルをグループ化してグループ毎の受信品質情報を基地局に報告する場合と比較して、基地局に報告する受信品質情報の情報量を削減できる。その結果、上りリンクのオーバヘッドを低減し、スループットを向上させることができる。

本発明の通信システムは、上記の課題を解決するために、複数のチャネルを用いて互いに通信を行う基地局と複数の端末とを備え、上記端末の各々が、受信品質情報を上記基地局に報告し、上記基地局が、上記端末の各々から報告された受信品質情報に基づいて、上記チャネルを用いた通信のスケジューリングを行う通信システムであって、上記端末の各々は、受信品質を測定する受信品質測定部と、少なくとも１つのチャネルをサブグループにまとめ、少なくとも１つのサブグループをグループにまとめる２段階グループ化方式情報と、上記受信品質測定部で測定された受信品質とに基づいて、上記サブグループごとに受信品質情報を生成し、上記基地局へ報告する受信品質情報決定部とを備え、上記２段階グループ化方式情報は、上記各グループを上記端末の少なくとも１つに割り当てるようになっており、上記端末の少なくとも１つにおける受信品質情報決定部が、少なくとも一部の条件下で、その端末に全グループの一部が割り当てられるような２段階グループ化方式情報を用い、その端末に割り当てられたグループに属するサブグループのみについて、上記受信品質情報を生成および報告することを特徴としている。

上記構成によれば、上記端末の少なくとも１つは、少なくとも一部の条件下で、その端末に割り当てられたグループに属するサブグループのみについて、上記受信品質情報をサブグループごとに生成および報告する。したがって、この端末は、全チャネルの受信品質情報を基地局に報告する場合や、隣接する複数のチャネルをグループ化してグループ毎の受信品質情報を基地局に報告する場合と比較して、基地局に報告する受信品質情報の情報量を削減できる。その結果、上りリンクのオーバヘッドを低減し、スループットを向上させることができる。

なお、「少なくとも一部の条件下で・・・生成および報告する」とは、無条件で生成および報告する、すなわち常に生成および報告する構成、あるいは、一部の条件で生成および報告する、すなわち条件によって生成および報告する場合と生成および報告しない場合とがある構成であることを意味するものとする。

本発明の基地局は、上記の課題を解決するために、受信品質を測定する受信品質測定部、および、少なくとも１つのチャネルをサブグループにまとめ、少なくとも１つのサブグループをグループにまとめる２段階グループ化方式情報と、上記受信品質測定部で測定された受信品質とに基づいて、上記サブグループごとに受信品質情報を生成し、上記基地局へ報告する受信品質情報決定部を備える複数の端末との間で、複数のチャネルを用いて通信を行い、上記端末の各々から報告された受信品質情報に基づいて上記チャネルを用いた通信のスケジューリングを行う基地局であって、上記端末で用いる２段階グループ化方式情報を複数の２段階グループ化方式情報の中から選択する第１のグループ化方式選択部と、第１のグループ化方式選択部で選択された２段階グループ化方式情報を端末に送信する送信部とを備えることを特徴としている。

上記構成によれば、本発明の通信システムを実現できる。また、上記構成の基地局は、複数の端末に関する２段階グループ化方式の選択を一括して行うことができるので、２段階グループ化方式の選択を効率的に行うことができる。

本発明の端末は、上記の課題を解決するために、複数のチャネルを用いて互いに通信を行う基地局と複数の端末とを備え、上記端末の各々が、受信品質情報を上記基地局に報告し、上記基地局が、上記端末の各々から報告された受信品質情報に基づいて、上記チャネルを用いた通信のスケジューリングを行う通信システムに用いる端末であって、受信品質を測定する受信品質測定部と、少なくとも１つのチャネルをサブグループにまとめ、少なくとも１つのサブグループをグループにまとめる２段階グループ化方式情報と、上記受信品質測定部で測定された受信品質とに基づいて、上記サブグループごとに受信品質情報を生成し、上記基地局へ報告する受信品質情報決定部とを備え、上記２段階グループ化方式情報は、上記端末に全グループの一部を割り当てるようになっており、上記受信品質情報決定部が、少なくとも一部の条件下で、上記端末に割り当てられたグループに属するサブグループのみについて、上記受信品質情報を生成および報告することを特徴としている。

上記構成によれば、少なくとも一部の条件下で、その端末に割り当てられたグループに属するサブグループのみについて、上記受信品質情報をサブグループごとに生成および報告する。したがって、全チャネルの受信品質情報を基地局に報告する場合や、隣接する複数のチャネルをグループ化してグループ毎の受信品質情報を基地局に報告する場合と比較して、基地局に報告する受信品質情報の情報量を削減できる。その結果、上りリンクのオーバヘッドを低減し、スループットを向上させることができる。

本発明によれば、以上のように、効率的なチャネルのグループ化を行うことにより、端末から基地局に報告する受信品質情報の情報量を削減し、スループットを向上させることができる通信システム、並びに、それに用いる基地局および端末を提供できる。

本発明の実施の一形態に係る通信システムとしてのＯＦＤＭＡシステムの構成を示すブロック図である。 本発明の他の実施の一形態に係る通信システムとしてのＯＦＤＭＡシステムの構成を示すブロック図である。 図２に示すＯＦＤＭＡシステムの受信品質情報決定部の構成を示すブロック図である。 複数の周波数チャネルをサブグループ化し、さらに複数のサブグループをグループ化する様子を示す図である。 １つの基地局から９つの移動局にデータを送信する場合のグループ分けの一例を示す図である。 １つのグループに属する３つの移動局のＣＱＩレベル分布の一例を示す図である。 隣接するチャネルをサブグループ化し、隣接するサブグループをグループ化し、各グループに含まれるサブグループ数ｎを４とした場合の２段階グループ化方式を示す図である。 隣接するチャネルをサブグループ化し、隣接するサブグループをグループ化し、各グループに含まれるサブグループ数ｎを４とした場合の２段階グループ化方式を示す図である。 隣接するチャネルをサブグループ化し、隣接するサブグループをグループ化し、各グループに含まれるサブグループ数ｎを４とした場合の２段階グループ化方式を示す図である。 サブグループ内のチャネル数に対する各チャネルにおけるＳＩＲ報告値の精度の変化の一例を示す図である。 グループ内の移動局数に対するマルチユーザダイバーシチ効果の変化の様子を示す図である。 隣接しないサブグループをグループ化した場合の２段階グループ化方式の例を示す図である。 隣接しないサブグループをグループ化した場合の２段階グループ化方式の例を示す図である。 各グループに含まれるサブグループ数を互いに異ならせる２段階グループ化方式の一例を示す図である。 移動局へ送信するデータの優先度に応じた、移動局のグループへの振り分けの例を示す図である。 移動局へ送信するデータの優先度に応じた、移動局のグループへの振り分けの例を示す図である。 移動局ごとに２段階グループ化方式を異ならせるＯＦＤＭＡシステムの例を示す図である。 本発明のさらに他の実施の一形態に係る通信システムとしてのＯＦＤＭＡシステムの構成を示すブロック図である。

〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について、図１および図４〜図６に基づいて以下に説明する。本実施形態では、２段階グループ化方式が予め設定されている場合について説明する。２段階グループ化方式は、基地局と移動局とで共通に予め設定されている。

以下で説明する「チャネル」という用語は、スケジューリングにより移動局を割り当てる際の、周波数方向における最小単位を示すものとする。ただし、時間方向にはチャネルを複数の移動局で分割多重することができる。これは、例えば、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）で規格化が進められているＥＵＴＲＡ（Evolved UMTS Terrestrial Radio Access）におけるｃｈｕｎｋ（チャンク）と同様の概念である。

また、以下の説明では、フレーム単位で、送信データ、制御情報、およびパイロット信号が配置される通信システムを想定する。

図１は、本実施形態に係る通信システムとしてのＯＦＤＭＡシステムの構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態に係るＯＦＤＭＡシステム１００は、複数のチャネルを介して互いに通信する基地局１０および移動局（端末）２０を備えている。ただし、図１には基地局１０と移動局２０とがそれぞれ１つずつ示されているが、本実施形態に係るＯＦＤＭＡシステムには、移動局２０は複数存在しており、それら複数の移動局２０のうちの１つのみが図１には示されている。

基地局１０は、送信フレーム生成部１、スケジューラ部２、マッピング部３、ＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）部４、無線送信部５、アンテナ６、無線受信部７、および判定部８を備えている。基地局１０は、判定部８から受信データを受信すると共に、各移動局２０へ送信すべきデータ（送信データ）を送信フレーム生成部１へ送信するデータ処理部（図示しない）を備えている。

各移動局２０は、送信フレーム生成部１１、受信品質情報決定部１２、マッピング部１３、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）部１４、無線送信部１５、アンテナ１６、無線受信部１７、判定部１８、および受信品質測定部１９を備えている。各移動局２０は、判定部１８から受信データを受信すると共に、送信フレーム生成部１１へ送信データを送信するデータ処理部（図示しない）を備えている。

次に、図１の基地局１０における下りリンク送信時の動作について説明する。

まず、各移動局２０へ送信すべきデータ（送信データ）が、図示しないデータ処理部から送信フレーム生成部１へ送信される。次いで、送信フレーム生成部１が、スケジューラ部２から通知されたスケジューリング情報およびＭＣＳ（Modulation and channel Coding Scheme）情報（変調方式および符号化率など）に基づいて、各移動局２０への送信データから送信フレームを生成する。また、送信フレーム生成部１は、スケジューラ部２から通知されたスケジューリング情報を移動局２０に通知するための制御情報を生成し、送信フレーム内に多重する。

次いで、マッピング部３が、スケジューラ部２２から通知されたスケジューリング情報に基づいて、送信フレームを各チャネルにマッピングすることにより、周波数方向にＮｃ個（Ｎｃは２以上の整数）、時間方向にＮｓ個（Ｎｓは自然数）の合計（Ｎｃ×Ｎｓ）個のシンボル列に変換する。なお、必要に応じて、これらシンボル列の一部として受信品質測定用のパイロットシンボル列（パイロット信号）を付加する。

次いで、ＩＦＦＴ部４が、各チャネルにマッピングされた合計（Ｎｃ×Ｎｓ）個のシンボル列をＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）することにより、時間方向にＮｓ個のＯＦＤＭシンボル列（ＯＦＤＭ信号）に変換する。このとき、サンプリング点は、１個のＯＦＤＭシンボルあたりＮｃ個のサンプリング点となる。ＩＦＦＴ部４は、変換後のＯＦＤＭシンボル列を無線送信部５に送る。無線送信部５は、ＩＦＦＴ部４から送られたＯＦＤＭシンボル列を、所定の周波数の搬送波に乗せてアンテナ６から各移動局４０へ送信する。

次に、図１の移動局２０における下りリンク受信時の動作について説明する。

まず、基地局１０から送信されたＯＦＤＭシンボル列が、アンテナ１６を介して無線受信部１７で受信される。無線受信部１７で基地局１０から受信された受信信号（ＯＦＤＭシンボル列）は、ＦＦＴ部１４でＦＦＴ（高速フーリエ変換）されて合計（Ｎｃ×Ｎｓ）個のシンボル列に変換される。このとき、ＦＦＴ部１４では、ＩＦＦＴ部４と逆の処理が行われる。その後、判定部１８によって、制御情報および受信データ（およびパイロット信号）が合計（Ｎｃ×Ｎｓ）個のシンボル列（受信信号）から取り出される。取り出された受信データ（およびパイロット信号）は、判定部１８から、受信品質測定部１９および図示しないデータ処理部へ送られる。

次いで、受信品質測定部１９が、判定部１８から送られたパイロット信号あるいは受信データ列（受信信号）の各チャネルにおける受信品質を測定する。以下では、受信品質として、干渉信号（干渉雑音）の電力に対する希望波信号電力の比である、希望波信号電力対干渉信号電力比（ＳＩＲ；Signal-to-Interference power Ratio）を用いる場合について説明する。ただし、受信品質として、受信信号強度表示信号（ＲＳＳＩ；Received Signal Strength Indicator）や搬送波対雑音比（ＣＮＲ；Carrier to Noise Ratio）などのような、受信信号電力または受信搬送波電力に関連する他の指標；ビット誤り率（ＢＥＲ；Bit Error Rate）やパケット誤り率（ＰＥＲ；Packet Error Rate）などのフレーム受信の成否に関連する指標；などを用いることもできる。

次いで、受信品質情報決定部１２が、予め設定されたグループ化方式情報に基づいて、ＳＩＲ測定値からＣＱＩ（受信品質情報）を生成する。このとき、受信品質情報決定部１２は、複数のチャネルをサブグループ化し、さらに複数のサブグループをグループ化することにより、移動局２０が属するグループ内のサブグループ毎に、サブグループに属する複数のチャネルのＣＱＩを代表するＣＱＩを１つずつ生成する。グループ化の詳細については後述する。

次に、図１の移動局２０における上りリンク送信時の動作について説明する。

まず、基地局１０へ送信すべきデータ（送信データ）が、図示しないデータ処理部から送信フレーム生成部１１へ送信される。次いで、送信フレーム生成部１１が、基地局１０への送信データ（デジタル信号）から送信フレームを生成する。このとき、送信フレーム生成部１１は、受信品質情報決定部１２から送られたＣＱＩを送信フレーム内に多重する。

次いで、マッピング部１３が、送信フレームを各チャネルにマッピングし、無線送信部１５に送る。無線送信部１５は、マッピング部１３から送られた、マッピング済みの送信フレームをアンテナ１６から基地局１０に送信する。

次に、図１の基地局１０における上りリンクの受信時の動作について説明する。

まず、移動局２０から送信された送信フレームが、アンテナ６を介して無線受信部７で受信される。無線受信部７で移動局２０から受信された受信信号（送信フレーム）から、判定部８によって、ＣＱＩを含む制御情報および受信データが取り出される。ＣＱＩは判定部８からスケジューラ部２に送られ、受信データは図示しないデータ処理部へ送られる。

次いで、スケジューラ部２が、判定部８から送られたＣＱＩと、予め設定されて基地局１０内に記憶されたグループ化方式情報とに基づいて、各移動局２０に送信する送信データのスケジューリングを行う。スケジューラ部２は、スケジューリング情報およびＭＣＳ情報を送信フレーム生成部１に通知すると共に、スケジューリング情報をマッピング部３に通知する。スケジューリングの詳細については、後述する。

以上、グループ化方式情報が基地局１０と移動局２０とで共通に予め設定されている場合について説明した。しかしながら、２段階グループ化方式が基地局１０にのみ設定されており、基地局１０から移動局２０への呼設定時に、基地局１０から移動局２０にグループ化方式情報を通知し、移動局２０が、以降の通信において、そのグループ化方式情報を使用するようにしてもよい。

以下では、グループ化およびスケジューリングについて説明する。

複数の周波数チャネルをサブグループ化し、さらに複数のサブグループをグループ化する様子を図４に示す。

図４の例では、各グループに属するサブグループ数を互いに等しくし、かつ、各サブグループに属するチャネル数を互いに等しくしている。また、図４の例では、互いに隣接する複数のチャネルをサブグループにまとめている。さらに、図４の例では、サブグループ間でのチャネル番号の差（周波数の差）が全体として最も大きくなるように、複数のサブグループをグループにまとめている。図４は、各サブグループに含まれるチャネル数を２、各グループに含まれるサブグループ数を３とした場合のグループ化の例を示している。

この例では、図４に示すように、移動局２０に割り当てられる全てのチャネル１〜１８のうち、チャネル１および２がサブグループ１に、チャネル３および４がサブグループ２に、チャネル５および６がサブグループ３に、チャネル７および８がサブグループ４に、チャネル９および１０がサブグループ５に、チャネル１１および１２がサブグループ６に、チャネル１３および１４がサブグループ７に、チャネル１５および１６がサブグループ８に、チャネル１７および１８がサブグループ９に、それぞれサブグループ化されている。また、この例では、図４に示すように、サブグループ１、４、および７がグループ１に、サブグループ２、５、および８がグループ２に、サブグループ３、６、および９がグループ３に、それぞれグループ化されている。

各移動局２０は、１つあるいは複数のグループに属する。各移動局２０は、それ自身が属するグループに含まれるサブグループの各々におけるＣＱＩを基地局１０に報告する。

１つの基地局１０から９つの移動局２０（以下、これらを、移動局ＵＥ１〜ＵＥ９と記す）にデータを送信する場合のグループ分けの一例を図５に示す。

図５の例では、移動局ＵＥ１〜ＵＥ９の各々が１つのグループのみに属するように、かつ、各グループに属する移動局数が互いに等しくなるように、移動局ＵＥ１〜ＵＥ９を各グループに割り当てている。

図５に示すように、グループ１には３つの移動局ＵＥ１、ＵＥ５、およびＵＥ９が属し、グループ２には３つの移動局ＵＥ２、ＵＥ３、およびＵＥ７が属し、グループ３には３つの移動局ＵＥ４、ＵＥ６、およびＵＥ８が属している。図５の例では、各移動局ＵＥ１〜ＵＥ９は、それ自身が属するグループに含まれる３つのサブグループの各々におけるＣＱＩを基地局１０に報告する。例えば、移動局ＵＥ１は、グループ１に属しているため、グループ１に含まれるサブグループ１、サブグループ４、サブグループ７の３つのサブグループにおけるＣＱＩを基地局１０にフィードバックする。

その際、受信品質情報決定部１２は、サブグループ１に含まれているチャネル１およびチャネル２の受信品質測定値（この場合、受信品質測定部１９で測定されたＳＩＲの値）の代表値を、サブグループ１におけるＣＱＩとして算出する。同様にして、受信品質情報決定部１２は、サブグループ４に含まれているチャネル７およびチャネル８の受信品質測定値の代表値をサブグループ４におけるＣＱＩとして、サブグループ７に含まれているチャネル１３およびチャネル１４の受信品質測定値の代表値をサブグループ７におけるＣＱＩとして、それぞれ算出する。受信品質情報決定部１２は、算出したＣＱＩを送信フレーム生成部１１へ送る。

ここで、複数の受信品質測定値を代表する代表値の算出方法としては、母集合（サブグループ内の全チャネルの受信品質測定値）に含まれる各要素（各チャネルの受信品質測定値）の加重平均値を代表値として算出する方法であってもよいし、母集合の任意の要素（１番目のチャネルの受信品質測定値、最小の値を持つ受信品質測定値など）を代表値とする方法であってもよい。あるいは、移動局２０は、受信品質測定部１９にてサブグループごとにＳＩＲを測定し、受信品質情報決定部１２にて、測定されたサブグループごとのＳＩＲからＣＱＩを算出してもよい。

以上のように、本実施形態のＯＦＤＭＡシステム１００では、ｍ個（ｍは２以上の整数；図４および図５の例ではｍ＝２）のチャネルをサブグループ化し、移動局２０が各サブグループ毎のＣＱＩを基地局１０に報告する。これにより、移動局２０が基地局１０に報告するＣＱＩの情報量は、移動局２０が各チャネル毎のＣＱＩを基地局１０に報告する場合と比較して、ｍ分の１となる。

また、以上のように、本実施形態のＯＦＤＭＡシステム１００では、ｎ個（ｎは自然数；図４および図５の例ではｎ＝３）ずつのサブグループをそれぞれグループ化し、各移動局２０に割り当てる全チャネルをｐ個のグループ（ｐは２以上の整数；図４および図５の例ではｐ＝３）に分け、各移動局２０を１つのグループのみに属するようにし、各移動局２０が、それ自身の所属するグループに含まれるｎ個のサブグループのＣＱＩのみを基地局１０に報告するようにしている。そのため、移動局２０が基地局１０に報告するＣＱＩの情報量は、移動局２０が全てのサブグループのＣＱＩを基地局１０に報告する場合と比較して、さらにｐ分の１となる。

すなわち、本実施形態のＯＦＤＭＡシステム１００では、グループ化およびサブグループ化（２段階のグループ化）により、移動局２０が全チャネル（ｍ×ｎ×ｐ個）におけるＣＱＩを基地局１０に報告する場合に比べて、移動局２０が基地局１０に報告するＣＱＩの情報量を（ｍ×ｐ）分の１（図４および図５の例では６分の１）に削減することができる。

スケジューラ部２は、それぞれのグループ内で、それぞれのグループに属する複数の移動局２０のＣＱＩを基に、それら複数の移動局２０への送信データのスケジューリング（各移動局２０への送信データを各チャネルに割り当てる処理）を行う。例えば、スケジューラ部２は、グループ１内で、グループ１に属する３つの移動局ＵＥ１、ＵＥ５、およびＵＥ９のＣＱＩを基に、それら移動局ＵＥ１、ＵＥ５、およびＵＥ９への送信データのスケジューリングを行う。そのため、マルチユーザダイバーシチ効果を得ることができる。

図６に、１つのグループ１に属する３つの移動局ＵＥ１、ＵＥ５、およびＵＥ９のＣＱＩレベル分布の一例を示す。チャネル１およびチャネル２では、ＣＱＩレベルは、降順に移動局ＵＥ１、移動局ＵＥ９、移動局ＵＥ５である。チャネル７およびチャネル８では、ＣＱＩレベルは、降順に移動局ＵＥ５、移動局ＵＥ１、移動局ＵＥ９である。チャネル１３およびチャネル１４では、ＣＱＩレベルは降順に移動局ＵＥ９、移動局ＵＥ５、移動局ＵＥ１である。

スケジューラ部２は、これらのＣＱＩに基づいて、各移動局２０をチャネルに割り当てるスケジューリングを行う。これらのＣＱＩに基づくスケジューリング方法としては、最大ＣＩＲ法（ＣＩＲが最大となるようにする方法）、プロポーショナルフェアネス法（一定区間において測定した平均ＳＩＲに対する瞬時ＳＩＲの割合（瞬時ＳＩＲ／平均ＳＩＲ）が最大となるようにする方法）など様々な手法が提案されている。スケジューラ部２は、それらの手法を用いてスケジューリングを行うことができる。

図６の例においては、ＣＱＩレベルが最大となる送信先の移動局２０は、チャネル１およびチャネル２では移動局ＵＥ１、チャネル７およびチャネル８では移動局ＵＥ５、チャネル１３およびチャネル１４では移動局ＵＥ９である。したがって、図６の例において、最大ＣＩＲ法を用いる場合、チャネル１およびチャネル２は移動局ＵＥ１を送信先とする送信データに、チャネル７およびチャネル８は移動局ＵＥ５を送信先とする送信データに、チャネル１３およびチャネル１４は移動局ＵＥ９を送信先とする送信データに、それぞれ割り当てる。これにより、グループ１におけるスループットを最適化することができる。同様にして、他の全てのグループでスケジューリングを行うことにより、全てのグループにおけるスループットを最適化することができる。

ここで説明した例では、最大ＣＩＲ法を用いていたため、サブグループ内の各チャネルには同一の移動局２０を割り当てていたが、サブグループ内のそれぞれのチャネルに異なる移動局２０を割り当てるようにスケジューリングすることも可能である。すなわち、サブグループは、必ずしも周波数方向のスケジューリングの最小単位ではなく、移動局２０からのＣＱＩ報告の単位である。

なお、移動局２０が、受信品質測定部１９で測定したＳＩＲに対応する伝送レートを量子化した値を示す情報をＣＱＩとして基地局１０に報告し、かつ、基地局１０が、移動局２０から報告されたＣＱＩレベルに基づいて伝送レート（移動局２０から報告されたＣＱＩレベルに等しい伝送レートであってもよく、その伝送レートに基地局１０が補正を加えた伝送レートであってもよい）を選択するようにしてもよく、移動局２０が、受信品質測定部１９で測定したＳＩＲを量子化した値を示す情報をＣＱＩとして基地局１０に報告し、かつ、基地局１０が、移動局２０から報告されたＣＱＩレベルに対応する伝送レートを選択するようにしてもよい。また、複数のチャネルをまとめたサブグループにおけるＣＱＩは、そのサブグループに含まれる複数のチャネルのＳＩＲの代表値を算出し、そのＳＩＲの代表値に対応する伝送レートを量子化した値として決定してもよいし、サブグループ内の各チャネルのＳＩＲに対応する伝送レートを量子化した値を算出し、その値の代表値としてもよい。

〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について図２、図３、および図７（ａ）〜図１０（ｂ）に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記実施の形態１にて示した各部材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付記し、その説明を省略する。

２段階グループ化方式を移動局から基地局に通知する場合、２段階グループ化方式を通知するための情報量が大きくなると、やはり上りリンクのオーバヘッドが大きくなってしまう恐れがある。本実施形態に係る発明の目的は、複数のサブキャリアを２段階グループ化方式を通知するための情報量を抑えながら、効率的なグループ化を行うことにより、制御情報量を抑えつつ、スループットが向上するグループ化制御を行うマルチキャリア無線通信システムを提供することにある。

本実施形態では、２段階グループ化方式が基地局により適応的に選択される場合について説明する。本実施形態における２段階グループ化方式の決定方式は、グループ数を決定すれば、自動的にサブグループ化するチャネル数が決定される方式である。

図２は、実施の形態２におけるＯＦＤＭＡシステムの構成例を示すブロック図である。図２に示すように、本実施形態に係るＯＦＤＭＡシステム２００は、複数のチャネルを介して互いに通信する基地局３０および移動局（端末）４０を備えている。ただし、図２には基地局３０と移動局４０とがそれぞれ１つずつ示されているが、本実施形態に係るＯＦＤＭＡシステムには、移動局４０は複数存在しており、それら複数の移動局４０のうちの１つのみが図２には示されている。

基地局３０は、スケジューラ部２に代えてスケジューラ部２２を備える点と、グループ化方式決定部（グループ化方式選択部）２１をさらに備える点とを除いて、実施の形態１における基地局１０と同一の構成を備えている。

各移動局４０は、受信品質情報決定部１２に代えて受信品質情報決定部２３を備える点を除いて、実施の形態１における移動局２０と同一の構成を備えている。

次に、図２の基地局３０における下りリンク送信時の動作について説明する。

まず、各移動局４０へ送信すべきデータ（送信データ）が、図示しないデータ処理部から送信フレーム生成部１へ送信される。次いで、送信フレーム生成部１が、スケジューラ部２２から通知されたスケジューリング情報およびＭＣＳ情報に基づいて、各移動局４０への送信データから送信フレームを生成する。また、送信フレーム生成部１は、スケジューラ部２から通知されたスケジューリング情報を移動局２０に通知するための制御情報を生成し、送信フレーム内に多重する。

次いで、マッピング部３が、スケジューラ部２２から通知されたスケジューリング情報に基づいて、送信フレームを各チャネルにマッピングすることにより、周波数方向にＮｃ個（Ｎｃは２以上の整数）、時間方向にＮｓ個（Ｎｓは自然数）の合計（Ｎｃ×Ｎｓ）個の並列シンボル列に変換する。

次いで、ＩＦＦＴ部４が、各チャネルにマッピングされた合計（Ｎｃ×Ｎｓ）個のシンボル列をＩＦＦＴすることにより、時間方向にＮｓ個のＯＦＤＭシンボル列（ＯＦＤＭ信号）に変換する。このとき、サンプリング点は、１個のＯＦＤＭシンボルあたりＮｃ個のサンプリング点となる。ＩＦＦＴ部４は、変換後のＯＦＤＭシンボル列を無線送信部５に送る。無線送信部５は、ＩＦＦＴ部４から送られたＯＦＤＭシンボル列を、所定の周波数の搬送波に乗せてアンテナ６から各移動局４０へ送信する。

次に、図２の移動局４０における下りリンク受信時の動作について説明する。

まず、基地局３０から送信されたＯＦＤＭシンボル列が、アンテナ１６を介して無線受信部１７で受信される。無線受信部１７で基地局３０から受信された受信信号（ＯＦＤＭシンボル列）は、ＦＦＴ部１４でＦＦＴされて合計（Ｎｃ×Ｎｓ）個のシンボル列に変換される。このとき、ＦＦＴ部１４では、ＩＦＦＴ部４と逆の処理が行われる。その後、判定部１８によって、グループ化方式情報を含む制御情報および受信データ（およびパイロット信号）が合計（Ｎｃ×Ｎｓ）個のシンボル列（受信信号）から取り出される。取り出されたグループ化方式情報を含む制御情報は、判定部１８から受信品質情報決定部２３へ送られる。取り出された受信データ（およびパイロット信号）は、判定部１８から、受信品質測定部１９および図示しないデータ処理部へ送られる。

次いで、受信品質測定部１９が、パイロット信号あるいは受信データ列の各チャネルにおける受信品質を測定する。ここでは、受信品質測定部１９は、受信品質としてＳＩＲを測定する。

次いで、受信品質情報決定部２３が、基地局３０から通知され判定部１８において取り出されたグループ化方式情報に基づいて、受信品質測定値からＣＱＩ（受信品質情報）を生成する。このとき、受信品質情報決定部２３は、複数のチャネルをサブグループ化し、さらに複数のサブグループをグループ化することにより、移動局４０が属するグループ内のサブグループ毎にＣＱＩ（受信品質情報）を生成し、送信フレーム生成部１１へ送る。グループ化の詳細については後述する。

受信品質情報決定部２３は、図３に示すように、グループ化方式情報に基づいてグループ化およびサブグループ化を行いながら受信品質測定値からＣＱＩ（受信品質情報）を生成する制御情報生成部２４と、制御情報生成部２４におけるグループ化（グループ化およびサブグループ化）方式を制御するグループ化制御部２５とを有する。

次に、図２の移動局４０における上りリンク送信時の動作について説明する。

まず、基地局１０へ送信すべきデータ（送信データ）が、図示しないデータ処理部から送信フレーム生成部１１へ送信される。次いで、送信フレーム生成部１１が、基地局３０への送信データから送信フレームを生成する。このとき、送信フレーム生成部１１は、受信品質情報決定部２３から送られたＣＱＩ（受信品質情報）を送信フレーム内に多重する。また、同様にして、送信フレーム生成部１１は、受信品質情報決定部２３から送られたグループ化方式情報を含む制御信号を送信フレーム内に多重する。

次いで、マッピング部１３が、送信フレームを各チャネルにマッピングし、無線送信部１５に送る。無線送信部１５は、マッピング部１３から送られた、マッピング済みの送信フレームをアンテナ１６から基地局３０に送信する。

なお、後述するようにしてグループ化方式決定部２１によって生成されるグループ化方式情報を基地局３０内に記憶しておくようにしてもよく、その場合には、移動局４０がグループ化方式情報を基地局３０に報告する必要はない。したがって、基地局３０がグループ化方式情報を記憶しておく場合には、送信フレーム生成部１がグループ化方式情報を送信フレーム内に多重する必要はない。

次に、図２の基地局３０における上りリンクの受信時の動作について説明する。

まず、基地局３０から送信された送信フレームが、アンテナ６を介して無線受信部７で受信される。無線受信部７で移動局４０から受信された受信信号（送信フレーム）から、判定部８によって、ＣＱＩおよびグループ化方式情報を含む制御情報および受信データが取り出される。ＣＱＩおよびグループ化方式情報を含む制御情報は、判定部８からスケジューラ部２２およびグループ化方式決定部２１に送られる。

グループ化方式決定部２１は、判定部８から送られてきたＣＱＩとサブグループ内におけるＣＱＩレベルの分散（後述する）とに基づいて、２段階グループ化方式を決定し、グループ化方式情報を生成する。２段階グループ化方式の決定の詳細については、後述する。

スケジューラ部２２は、判定部８から送られたＣＱＩおよびグループ化方式情報に基づいて、各移動局４０に送信する送信データのスケジューリングを行う。

以下では、本実施形態におけるグループ化方式決定部２１が２段階グループ化方式を決定する方法の一例について説明する。

各移動局４０がいずれか１つのグループに属している場合、基地局３０に報告するＣＱＩの情報量は、各グループに含まれるサブグループ数ｎ（ｎは自然数）によって決まる。各移動局２０に割り当てる全チャネル数Ｗが一定であるシステムにおいて、それぞれのサブグループに含まれるチャネル数ｍ（ｍは自然数）が互いに同一であり、それぞれのグループに含まれるサブグループ数ｎが互いに同一であると仮定する。この仮定の下では、グループ数をｐ（ｐは自然数）とすれば、以下の式
ｍ×ｎ×ｐ＝Ｗ
が成り立つ。したがって、各グループに含まれるサブグループ数ｎを固定にすると、グループ数ｐを設定すれば、サブグループに含まれるチャネル数ｍが一意に決まる。

以下では、これを利用して２段階グループ化方式を決定する方法の例について説明する。

この方法では、各移動局２０に割り当てる全チャネル数Ｗとグループ内のサブグループ数ｎとを固定し、各サブグループ内のチャネル数を互いに同一とし、グループ数ｐを制御する。これにより、グループ化方式情報の情報量を軽減しながら、グループ数ｐの制御によりＣＱＩの精度（ＳＩＲ報告値の精度）を向上させることができる。

図７に、隣接するチャネルをサブグループ化し、隣接するサブグループをグループ化し、各グループに含まれるサブグループ数ｎを４とした場合の２段階グループ化方式を示す。２段階グループ化方式の種類は、図７（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す３種類が考えられる。各グループ化方式において、各グループへの移動局４０の割り当ては、図５と同様である。

基地局３０内のグループ化方式決定部２１では、各移動局４０から報告されたＣＱＩに基づいて、これら２段階グループ化方式の中から１つの２段階グループ化方式を選択する。

２段階グループ化方式の各々では、ｍ個のチャネルをサブグループ化し、移動局２０が各サブグループ毎のＣＱＩを基地局１０に報告する。また、２段階グループ化方式の各々では、ｎ個のサブグループをグループ化し、各移動局２０に割り当てる全チャネルをｐ個のグループに分け、各移動局２０を１つのグループのみに属するようにし、各移動局２０が、それ自身の所属するグループに含まれるｎ個のサブグループのＣＱＩのみを基地局１０に報告するようにしている。

また、図７（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す３種類の２段階グループ化方式では、各グループに含まれるサブグループの数ｎが４に固定されている。したがって、これら３種類の２段階グループ化方式では、各移動局２０が基地局１０に報告するＣＱＩの数は、４個である。それゆえ、何れの２段階グループ化方式においても、移動局２０が全チャネル（１６チャネル）におけるＣＱＩを基地局１０に報告する場合に比べて、移動局２０が基地局１０に報告するＣＱＩの情報量を、（ｍ×ｐ）分の１、すなわち４分の１に削減することができる。また、一部の２段階グループ化方式（図７（ａ）（ｂ）に示す２段階グループ化方式）では、グループ数ｐが２以上に設定されているので、隣接する複数のチャネルをグループ化し、移動局２０がグループ毎のＣＱＩを基地局１０に報告する場合と比較して、移動局２０が基地局１０に報告するＣＱＩの情報量をｐ分の１に削減することができる。

また、図７（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す３種類の２段階グループ化方式では、グループ数ｐが４、２、および１である。グループ化方式決定部２１は、これら３種類の２段階グループ化方式を切り替えることで、グループ数ｐを４、２、１と変化させることができる。

また、この方法では、各グループに含まれるサブグループの数ｎが固定されているので、サブグループ内のチャネル数ｍは、グループ数ｐに反比例して変化する。図７（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す例では、グループ数ｐが４、２、１と変化するのに伴って、サブグループ内のチャネル数ｍは、１、２、４と変化する。したがって、グループ化方式決定部２１は、上記３種類の２段階グループ化方式を切り替えることで、グループ数ｐを変化させると同時に、サブグループ内のチャネル数ｍを１、２、４と変化させることができる。

以上のように、上記構成では、移動局２０が基地局１０にグループ化方式を通知するための情報量を抑えることができる。すなわち、グループ内のサブキャリア数ｎが不定の場合、移動局２０はグループ数ｐを識別するための情報とサブグループ内のチャネル数ｍを識別するための情報とを基地局１０に通知することが必要である。これに対し、上記構成では、グループ内のサブキャリア数ｎを固定しているので、移動局２０がグループ数ｐを識別するための情報のみを基地局１０に通知することで、基地局１０がグループ数ｐとサブグループ内のチャネル数ｍとの両方を識別することができる。

さらに、グループ内のサブキャリア数ｎが固定であると、各グループの受信品質情報量は一定となる。本発明を適用することが想定される携帯電話システムでは、制御情報の容量が制限されているので、これは特に有効である。

次に、グループ化方式決定部２１における２段階グループ化方式の制御方法のいくつかの例を示す。

図８に、サブグループ内のチャネル数ｍに対する各チャネルにおけるＳＩＲ報告値の精度の変化の一例を示す。この特性は、サブグループ化するチャネル数ｍが増加すると、サブグループ内の各チャネルにおけるＳＩＲ値の分散が大きくなるため、各チャネルにおけるＳＩＲ報告値の精度が低下し、伝送品質が劣化することを示している。

そこで、グループ化方式決定部２１は、サブグループ内におけるＣＱＩレベルの分散に応じてサブグループ内のチャネル数ｍを変化させる。具体的には、グループ化方式決定部２１は、サブグループにおけるＣＱＩレベルの分散が大きい場合には、グループ数を増加することで、サブグループ内のチャネル数ｍを減少させるように２段階グループ化方式を制御する。これにより、ＣＱＩレベルの分散を低減できるので、各チャネルにおけるＳＩＲ報告値の精度を向上させ、伝送品質を向上させることができる。

グループ化方式決定部２１は、サブグループ内におけるＣＱＩレベルの分散に関する情報を得ることができるようになっている。グループ化方式決定部２１が、サブグループ内におけるＣＱＩレベルの分散に関する情報を得るための方法、およびその情報に基づく２段階グループ化方式の制御方法としては、例えば、以下の方法が考えられる。

（１）移動局４０が、基地局３０に対して、ＣＱＩとは別にサブグループ内におけるＣＱＩレベルの分散に関わる情報を報告する。より詳細には、例えば、まず、受信品質情報決定部２３が、グループ化方式情報およびＣＱＩ（受信品質情報）レベルに基づいて、サブグループ内におけるＣＱＩレベルの分散を求め、このサブグループ内におけるＣＱＩレベルの分散に関わる情報を送信フレーム生成部１１へ送る。このＣＱＩレベルの分散に関わる情報は、ＣＱＩと共に送信フレーム生成部１１によって送信フレーム内に多重され、無線送信部１５およびアンテナ１６を介して基地局３０へ送信される。送信されたＣＱＩレベルの分散に関わる情報は、アンテナ６を介して無線受信部７で受信され、判定部８にて取り出され、グループ化方式決定部２１へ送られる。グループ化方式決定部２１は、サブグループ内におけるＣＱＩレベルの分散が大きい場合、例えばサブグループ内におけるＣＱＩレベルの分散が閾値より大きい場合に、グループ数ｐを増加させるように２段階グループ化方式を変更する。

（２）一般的に、移動局は、データ受信の成否情報（いわゆるＡＣＫまたはＮＡＣＫ）を基地局に報告する。ＣＱＩレベルの分散が大きい場合には、データ受信に失敗する可能性が高い。そこで、移動局４０が、データ受信の成否情報（いわゆるＡＣＫ／ＮＡＣＫ）を基地局３０に報告し、基地局３０のグループ化方式決定部２１が、データ受信の成否情報に基づいてＣＱＩレベルの分散の大小を判定する。より詳細には、グループ化方式決定部２１が、データ受信失敗情報（いわゆるＮＡＣＫ情報）を受け取った場合、あるいは数フレームに渡ってデータ受信失敗情報（ＮＡＣＫ情報）を受け取り続けた場合、ＣＱＩレベルの分散が大きいと判断し、グループ数ｐを増加させるように２段階グループ化方式を変更する。

（３）隣接するチャネルをサブグループ化する場合、下りリンクの遅延分散が大きくなると、サブグループ内におけるＣＱＩレベルの分散が大きくなる傾向がある。従って、移動局４０が、ＣＱＩとは別に、（１）におけるＣＱＩレベルの分散に関わる情報の生成および報告と同様にして、下りリンクの遅延分散に関する情報を生成し、基地局３０へ報告する。グループ化方式決定部２１は、下りリンクの遅延分散が大きい場合、例えば下りリンクの遅延分散が閾値より大きい場合に、グループ数ｐを増加させるように２段階グループ化方式を変更する。

（４）上述の下りリンクの遅延分散は、上りリンクの遅延分散と相関が高いと考えられる。従って、グループ化方式決定部２１は、上りリンクの遅延分散が大きいと、サブグループ内におけるＣＱＩレベルの分散も大きいと判断することも可能である。グループ化方式決定部２１は、上りリンクの遅延分散が大きい場合、例えば上りリンクの遅延分散が閾値より大きい場合に、グループ数ｐを増加させるように２段階グループ化方式を変更することが可能である。

また、図９に、グループ内の移動局４０の数に対するマルチユーザダイバーシチ効果の変化を示す。この特性は、グループ内の移動局数が増加し、マルチユーザダイバーシチ効果が向上し、システムスループットが増大することを示している。基地局３０が収容している移動局４０の数（基地局３０と通信する移動局４０の数）が変化しない場合、グループ数ｐを減少させると、グループ内の移動局数が増加する。したがって、グループ数ｐを減少させると、マルチユーザダイバーシチ効果が向上し、システムスループットが増大する。

そこで、グループ化方式決定部２１は、基地局３０が収容している移動局４０の数が少ない場合、例えば基地局３０が収容している移動局４０の数が閾値より小さい場合に、グループ数が減少し、グループ内の移動局４０の数が増加するように、２段階グループ化方式を変更してもよい。また、グループ内の移動局４０の数が一定数より多くなると、グループ内の移動局４０の数が増加することによるマルチユーザダイバーシチの効果の増大量は小さくなる。そのため、グループ化方式決定部２１は、グループ内の移動局４０の数が閾値（上記の一定数）より多くなった場合に、グループ数が増加し、グループ内の移動局４０の数が増加するように、２段階グループ化方式を変更してもよい。

また、本実施形態に係る通信システムでは、伝送レートが非常に低い移動局４０を多く収容する基地局３０において、周波数ダイバーシチ効果を得るために、複数のチャネルに同一の移動局４０を割り当てるスケジューリングを行うことが可能である。グループ化方式決定部２１は、そのようなスケジューリングを行う場合に、より多くのチャネルにおけるＳＩＲを移動局４０から基地局３０に報告させるために、グループ数が減少するように２段階グループ化方式を変更してもよい。

以上では、隣接するチャネルをサブグループ化し、隣接するサブグループをグループ化する場合について説明した。

隣接するチャネルにおけるＳＩＲは高相関である可能性が高いため、隣接するチャネルをサブグループ化すると、サブグループ内のチャネルにおけるＳＩＲのばらつき（分散）が小さくなり、ＳＩＲ報告値の精度が向上する、という利点がある。しかしながら、サブグループ化する複数のチャネルは、必ずしも隣接している必要はない。

また、隣接するサブグループをグループ化することには利点はなく、グループ化する複数のサブグループは隣接している必要はない。

各グループに含まれるサブグループ数を４とした場合の、隣接しないサブグループをグループ化した場合の２段階グループ化方式の一例を図１０（ａ）に示す。また、隣接しないチャネルをサブグループ化した場合の２段階グループ化方式の他の一例を図１０（ｂ）に示す。グループ化方式決定部２１にて、これら２段階グループ化方式を選択肢の１つとして２段階グループ化方式の選択を行ってもよい。なお、図１０（ａ）（ｂ）に示すグループ化方式において、各グループへの移動局４０の割り当ては、図５と同様である。

〔実施の形態３〕
本発明のさらに他の実施の形態について図１１に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記実施の形態２にて示した各部材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付記し、その説明を省略する。

実施の形態１および２では、各グループに含まれるサブグループ数を互いに等しい数（３または４）とする場合について説明した。本実施形態では、各グループに含まれるサブグループ数を互いに異ならせる場合について説明する。

本実施形態に係るＯＦＤＭＡシステムは、実施の形態２に係るＯＦＤＭＡシステム２００とほぼ同一の構成を備えている。ただし、実施の形態２におけるグループ化方式決定部２１はサブグループ内におけるＣＱＩレベルの分散等に応じて、サブグループ内のチャネル数が異なる複数の２段階グループ化方式を切り替えるものであったが、本実施形態におけるグループ化方式決定部２１は、移動局２０をどのグループに配属させるかを、その移動局２０の性能等のような不変的な基準に応じて決定するようになっている。

図１１に、本実施形態における２段階グループ化方式の一例を示す。グループ１、グループ２、およびグループ３は、それぞれ、１個のサブグループ（サブグループ１）、２個のサブグループ（サブグループ２および３）、および８個のサブグループ（サブグループ４〜１１）を含む。図１１に示すグループ化方式において、各グループへの移動局４０の割り当ては、図５と同様である。

本実施形態における２段階グループ化方式では、基地局３０が、各移動局４０が属するグループに含まれるサブグループの数を、移動局４０の状況や性能等に応じて異ならせる。これにより、上りリンクで移動局４０から基地局３０に報告する情報量を、各移動局４０に適した情報量に制御することが可能となる。

例えば、図１１に示す２段階グループ化方式において、上りリンクのフィードバック情報によるオーバヘッドを抑えるべき移動局４０を、サブグループ数のより少ないグループ１に配属する。また、上りリンクのフィードバック情報によるオーバヘッドを抑えなくてもよい移動局４０（上りリンクのフィードバック情報量の増加が許される移動局４０）を、サブグループ数のより多いグループ２または３に配属する。

また、例えば、図１１に示す２段階グループ化方式において、各チャネル間のＳＩＲのばらつきが小さい移動局４０を、サブグループ数のより少ないグループ１に配属する。また、チャネル間のＳＩＲの相関が小さい移動局４０を、サブグループ数のより多いグループ２または３に配属する。

これらのグルーピング（各グループへの移動局４０の振り分け）により、移動局４０の状況や性能に合わせたグループ化が実現でき、精度の高いＣＱＩを移動局４０から基地局３０に報告できる。

移動局４０の各グループへの振り分けは、例えば実施の形態２のように基地局３０が行う。すなわち、基地局３０が、フィードバック情報によるオーバヘッドを抑えるべきかどうかの情報を取得し、その情報に基づいて移動局４０を各グループへ振り分ける。

基地局３０がフィードバック情報によるオーバヘッドを抑えるべきかどうかの情報を得る方法としては、以下の方法が考えられる。

（１）本実施形態に係る通信システムは、移動局が自身の性能（使用可能な帯域幅など）により、いくつかのカテゴリーに分類されている通信システムに適用できる。この通信システムでは、具体的には、予め各移動局（端末）の製造時に、各移動局がカテゴリー分けされ、カテゴリーが各移動局に記憶されており、呼設定時に、各移動局が自身のカテゴリーを基地局３０に通知するようになっている。したがって、この通信システムに本実施形態に係る通信システムを適用した場合、基地局３０は、このカテゴリーを参照して、フィードバック情報によるオーバヘッドを抑えるべき移動局４０を判断することができる。例えば、基地局３０は、使用可能な帯域幅が狭いカテゴリーの移動局４０を、フィードバック情報によるオーバヘッドを抑えるべき移動局４０と判断することができる。

（２）一般的なセルラーシステムでは、上りリンクのスケジューリングも基地局が行う。すなわち、一般的なセルラーシステムでは、上りリンクで各移動局が送信可能なデータ量は、基地局が決定する。したがって、一般的なセルラーシステムに本実施形態に係る通信システムを適用し、上りリンクの制御情報量が可変であることを許すシステムとした場合、基地局３０が、各移動局４０の上りリンクの伝送容量の上限を知っていることになる。この各移動局４０の上りリンクの伝送容量の上限に関する情報に基づいて、基地局３０が、フィードバック情報によるオーバヘッドを抑えるべき移動局４０を判断することが考えられる。

（３）移動局４０が、オーバヘッドを抑えたいという情報を基地局３０に通知する方法が考えられる。例えば、移動局４０が消費電力を低減したい状況（例えば、残り蓄電量の少ない電池で駆動されている状況）にある場合、移動局４０が、フィードバック情報通知に要する電力を軽減するために、オーバヘッドを抑えたいという情報を基地局に通知し、基地局３０に通知することが考えられる。

上記の説明では、本実施形態におけるグループ化方式決定部２１は、移動局４０をどのグループに配属させるかを、その移動局４０の性能等のような不変的な基準に応じて決定するようになっていた。しかしながら、本実施形態におけるグループ化方式決定部２１は、移動局４０をどのグループに配属させるかを、その移動局４０の状況等のような経時的に変化する基準に応じて決定してもよい。すなわち、本実施形態におけるグループ化方式決定部２１は、移動局４０をどのグループに配属させるかが異なる複数の２段階グループ化方式を、その移動局４０の状況等のような経時的に変化する基準に応じて切り替える構成であってもよい。この場合、同一の移動局４０が属するグループに含まれるサブグループの数を、その移動局４０の状況等のような経時的に変化する基準に応じて変化させることができる。これにより、上りリンクで移動局４０から基地局３０に報告する情報量を適応的に変化させることが可能となる。また、複数の２段階グループ化方式を切り替える場合、切り替えられる複数のグループ方式の間で、グループ数やサブグループ数は同一であってもよく、異なっていてもよい。

また、上記の説明では、各グループへの移動局４０の振り分けを、基地局３０が行っていたが、これに限られるものではない。呼設定時にあるいは周期的に基地局３０が２段階グループ化方式を移動局４０に通知し、移動局４０がそれ自身が振り分けられるグループを要求してもよい。あるいは、基地局３０が、不定期に、例えば、システムスループットが低下した時や、基地局３０に収容されている移動局４０の数が変化した時などに、２段階グループ化方式を移動局４０へ通知し、移動局４０がそれ自身が振り分けられるグループを要求してもよい。

また、基地局３０がチャネル間のＳＩＲの相関に関する情報を得る方法としては、実施の形態２で説明したグループ化方式決定部２１がサブグループ内におけるＣＱＩレベルの分散に関する情報を得る方法と同様の方法を用いることができる。

〔実施の形態４〕
本発明のさらに他の実施の形態について図１２（ａ）（ｂ）に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記実施の形態２にて示した各部材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付記し、その説明を省略する。

本実施形態では、移動局に送信するデータのＱｏＳ（Quality of Service）を考慮したグルーピングの一例について説明する。

簡単のため、本実施形態では、データのＱｏＳ属性として高優先度と低優先度との２種類が存在する場合について説明する。

本実施形態に係るＯＦＤＭＡシステムは、実施の形態１に係るＯＦＤＭＡシステム２００とほぼ同一の構成を備えている。ただし、実施の形態２におけるグループ化方式決定部２１はサブグループ内におけるＣＱＩレベルの分散等に応じて、サブグループ内のチャネル数が異なる複数の２段階グループ化方式を切り替えるものであったが、本実施形態におけるグループ化方式決定部２１は、移動局４０をどのグループに配属させるかを、その移動局４０へ送信するデータの優先度に応じて決定するようになっている。

すなわち、本実施形態におけるＯＦＤＭＡシステムでは、移動局４０が、データ送信要求と共に、送信を要求するデータの優先度を示す情報を基地局３０に送信し、基地局３０のグループ化方式決定部２１が、この優先度を示す情報に応じて移動局４０をどのグループに配属させるかを決定する。

図１２（ａ）（ｂ）に、本実施形態におけるグループへの移動局４０の振り分けの例を示す。この例では、基地局３０が６つの移動局ＵＥ１〜ＵＥ６と通信し、これら移動局ＵＥ１〜ＵＥ６のうち、３つの移動局ＵＥ１〜ＵＥ３が高優先度のデータを要求し、他の３つの移動局ＵＥ４〜ＵＥ６が低優先度のデータを要求している場合である。図１２に示すグループ化方式において、各サブグループへのチャネルの割り当ては、図６（図４）と同様である。

図１２（ａ）では、高優先度のデータを要求する移動局ＵＥ１〜ＵＥ３と低優先度のデータを要求する移動局ＵＥ４〜ＵＥ６とに、同数のグループを割り当てている。この振り分け方を用いると、高優先度の移動局数が特定のグループに集中することがなくなるため、高優先度の送信データへのリソースが不足する可能性が小さくなる。なお、図１２（ａ）の例では、高優先度のデータを要求する移動局ＵＥ１〜ＵＥ３と、低優先度のデータを要求する移動局ＵＥ４〜ＵＥ６とに同数のグループを割り当てているので、結果的に、実施の形態１と同様のグループ化方式となっている。

図１２（ｂ）は、低優先度のデータを要求する移動局ＵＥ４〜ＵＥ６に対して、高優先度のデータを要求する移動局ＵＥ１〜ＵＥ３よりも多くのグループを割り当てた場合である。この振り分け方を用いると、高優先度のデータを要求する移動局ＵＥ１〜ＵＥ３に対して、低優先度のデータを要求する移動局ＵＥ４〜ＵＥ６に割り当てられるチャネル（２つ）よりも多く（４つ）のチャネル（多くのリソース）を割り当てることができる。それゆえ、高優先度のデータを、より速く、より確実に、移動局ＵＥ１〜ＵＥ３へ送信することができる。

〔実施の形態５〕
本発明のさらに他の実施の形態について図１３に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記実施の形態２にて示した各部材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付記し、その説明を省略する。

上記各実施形態では、全ての移動局に対して同一の２段階グループ化方式を用いる通信システムについて説明した。本実施形態では、移動局ごとに異なる２段階グループ化方式を用い、各移動局がＣＱＩを基地局に報告する通信システムについて説明する。

本実施形態に係るＯＦＤＭＡシステムは、実施の形態１に係るＯＦＤＭＡシステム２００とほぼ同一の構成を備えている。ただし、実施の形態２におけるグループ化方式決定部２１はサブグループ内におけるＣＱＩレベルの分散等に応じて、サブグループ内のチャネル数が異なる複数の２段階グループ化方式を切り替えるものであったが、本実施形態における基地局３０のグループ化方式決定部２１は、移動局４０がＣＱＩの通知に用いる２段階グループ化方式を、移動局４０ごとに、基地局３０からその移動局４０への伝搬路のコヒーレント帯域幅に応じて決定するようになっている。

本実施形態に係るＯＦＤＭＡシステムでは、例えば、基地局３０のグループ化方式決定部２１が、各移動局４０ごとに、図７に示す３種類の２段階グループ化方式から１つの２段階グループ化方式を選択し、各移動局４０が、選択された２段階グルーピング方式で基地局３０にＣＱＩ（ＳＩＲ）を通知するものとする。

また、例えば、移動局４０として、基地局３０からその移動局４０への伝搬路のコヒーレント帯域幅がチャネル帯域幅の４倍以上である移動局４０Ａと、基地局３０からその移動局４０への伝搬路のコヒーレント帯域幅がチャネル帯域幅の２倍程度である移動局４０Ｂと、基地局３０からその移動局４０への伝搬路のコヒーレント帯域幅がチャネル帯域幅と同程度である移動局４０Ｃと、基地局３０からその移動局４０への伝搬路のコヒーレント帯域幅がチャネル帯域幅よりも狭い移動局４０Ｄとが、それぞれ基地局３０と通信を行っているものとする。

基地局３０からその移動局４０への伝搬路のコヒーレント帯域幅が広い移動局４０ほど、複数のチャネルをサブグループ化したときに、サブグループ内の各チャネル間でのＳＩＲのばらつきが小さい。そこで、基本的には、基地局３０からその移動局４０への伝搬路のコヒーレント帯域幅が広い移動局４０ほど、サブグループ内のチャネル数を多くする。ただし、基地局３０からその移動局４０への伝搬路のコヒーレント帯域幅がチャネル帯域幅よりも狭い移動局４０Ｄは、サブグループ化するチャネルの数を最大にする。

すなわち、基地局３０からその移動局４０への伝搬路のコヒーレント帯域幅が最も大きい移動局４０Ａは、４つのチャネルをサブグループ化しても、サブグループ内の各チャネル間でのＳＩＲのばらつきが小さい。そこで、移動局４０ＡのＣＱＩ報告に用いる２段階グループ化方式としては、より多くのチャネルに関するＳＩＲ情報を同一情報量のＣＱＩ情報で報告することができる図７（ｃ）に示す２段階グループ化方式を選択する。

また、移動局４０ＢのＣＱＩ報告に用いる２段階グループ化方式としては、サブグループ内の各チャネル間でのＳＩＲのばらつきを抑えつつ、より多くのチャネルに関するＳＩＲ情報を報告することができる図７（ｂ）の２段階グループ化方式を選択する。

また、移動局４０Ｃは、図７（ｂ）や図７（ｃ）に示す２段階グループ化方式を適用すると、サブグループ内におけるチャネル間でのＳＩＲのばらつきが大きくなる。そこで、移動局４０ＣのＣＱＩ報告に用いる２段階グループ化方式としては、図７（ａ）に示す２段階グループ化方式を選択する。

移動局４０Ｄは、いずれの２段階グループ化方式を選択しても、サブグループ内の各チャネル間でのＳＩＲのばらつきは同程度に大きい。そこで、移動局４０ＤのＣＱＩ報告に用いる２段階グループ化方式としては、サブグループ内の各チャネル間でのＳＩＲのばらつきを考慮せず、より多くのチャネルに関するＳＩＲ情報を同一情報量のＣＱＩ情報で報告できる図７（ｃ）に示す２段階グループ化方式を選択する。

以上のようにして、本実施形態に係るＯＦＤＭＡシステムでは、図１３に示すように、移動局４０ごとに、２段階グループ化方式を異ならせる。

基地局３０のスケジューラ部２２は、チャネル毎に、そのチャネルに関するＳＩＲを報告した移動局４０の中から、そのチャネルを割り当てる移動局４０を選択すればよい。

この例では、サブグループ内のチャネル数を少なくしてサブグループ内のＳＩＲの分散を小さくする効果（ＳＩＲ報告の精度の向上効果）と、サブグループ内のチャネル数を多くしてより多くのチャネルに関するＳＩＲを同一情報量のＣＱＩ情報で報告するという効果（ＳＩＲ報告の効率の向上効果）とを考慮して、移動局４０ごとに、サブグループ内のチャネル数の異なる２段階グループ化方式を選択するようになっている。これにより、ＣＱＩ報告の精度の向上と、ＣＱＩ報告の効率の向上とを両立することができる。

このように、移動局４０ごとに、異なる２段階グループ化方式を用いて、ＣＱＩを基地局３０に報告することにより、移動局４０ごとに最適な２段階グループ化方式を選択することができる。そのため、ＣＱＩ報告の精度を保持しつつ、ＣＱＩ報告の効率を向上することができる。

〔実施の形態６〕
本発明のさらに他の実施の形態について図１４に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記実施の形態１〜５の何れかに示した各部材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付記し、その説明を省略する。

本実施形態では、移動局が２段階グループ化方式を決定する場合について説明する。

実施の形態５の通信システムにおいては、基地局３０が各移動局４０から報告されたＣＱＩに基づいて移動局４０毎の２段階グループ化方式を決定する代わりに、移動局が２段階グループ化方式を決定することが考えられる。

図１４に、本実施形態に係る、移動局が２段階グループ化方式を決定するＯＦＤＭＡシステムのブロック構成例を示す。

図１４に示すように、本実施形態に係るＯＦＤＭＡシステム３００は、複数のチャネルを介して互いに通信する基地局５０および移動局（端末）６０を備えている。ただし、図１４には基地局５０と移動局６０とがそれぞれ１つずつ示されているが、本実施形態に係るＯＦＤＭＡシステムには、移動局６０は複数存在しており、それら複数の移動局６０のうちの１つのみが図１４には示されている。

移動局６０は、グループ化方式決定部（グループ化方式選択部）６１を備えている点以外は、実施の形態５における移動局４０と同一の構成を備えている。移動局６０のグループ化方式決定部６１は、受信品質測定部１９において測定されたＳＩＲに基づいて２段階グループ化方式を決定する。２段階グループ化方式の決定方法としては、実施の形態５と同様の方法を用いることができる。グループ化方式決定部６１で決定された２段階グループ化方式は、受信品質情報決定部２３に送られる。受信品質情報決定部２３は、送られた２段階グループ化方式に基づいて、受信品質測定部１９で測定されたＳＩＲを２段階グループ化して、ＣＱＩ（受信品質情報）を生成する。また、送信フレーム生成部１１は、２段階グループ化方式を基地局５０に報告するための制御信号を生成し、送信フレームに多重する。この制御信号の生成及び多重は、周期的に行っても良いし、２段階グループ化方式を変更するときに行うようにしてもよい。

基地局５０は、グループ化方式決定部２１を備えていない点以外は、実施の形態５における基地局３０と同一の構成を備えている。基地局３０では、判定部８からＣＱＩとともに２段階グループ化方式がスケジューラ部２２に送られる。スケジューラ部２２は、これらＣＱＩおよび２段階グループ化方式に基づいて各チャネルにおけるスケジューリングを行う。

なお、上記の説明では、各移動局が１つのグループに所属していたが、一部の移動局が複数のグループに所属していてもよく、全ての移動局が複数のグループ（ただし全グループの一部）に所属していてもよい。

また、上記の説明では、通信システムは、全てのチャネルのＣＱＩを基地局に報告する移動局を含んでいなかったが、本発明に係る通信システムは、全てのチャネルのＣＱＩを基地局に報告する移動局を含んでいてもよい。例えば、高優先度のデータを要求する移動局が、全てのチャネルにおけるＣＱＩを基地局に報告し、低優先度のデータを要求する移動局が、全てのチャネルではなく一部のチャネルにおけるＣＱＩのみを報告するようにしてもよい。これによっても、移動局から基地局に報告するＣＱＩの情報量を抑えることができる、という所望の効果が得られる。

また、複数の２段階グループ化方式を切り替えて用いる場合、２段階グループ化方式の選択肢の一つが「チャネルの１つずつをサブグループとし、全てのサブグループを１つのグループに分類する方式」であり、かつ、２段階グループ化方式の選択肢の他の１つが「（移動局から基地局に報告するＣＱＩの情報量を抑えることができる）少なくとも１つの移動局が、その移動局が所属する一部の（１つでも複数でもよい）グループに含まれるサブグループのＣＱＩのみを基地局に報告する方式」を選択可能であってもよい。例えば、フィードバック情報量をどの程度抑えたいかにより２段階グループ化方式の切り替えを行い、フィードバック情報量を抑える必要のない状況では、２段階グループ化方式として「チャネルの１つずつをサブグループとし、全てのサブグループを１つのグループに分類する方式」を選択するようにしてもよい。

また、本発明は、基地局と複数の移動局とからなるＯＦＤＭＡ移動体無線通信システムに限られるものではなく、基地局と複数の端末とが通信容量の異なる複数のチャネルを介してデータの送受信を行う通信システム全般に適用可能である。すなわち、上記の各実施形態では、上記「チャネル」として周波数チャネル（周波数により区別されるチャネル）を用いた通信システムに本発明を適用した場合について説明した。しかしながら、本発明は、ＭＩＭＯ(Multiple-Input Multiple-Output)通信システム（マルチキャリアとは限らない）のように、上記「チャネル」として、通信容量の異なる複数の空間チャネル（アンテナ位置や送信ビームの方向などの空間により区別されるチャネル）を用いる通信システムにも適用可能である。また、これらの通信システムを組み合わせた方式である、複数の空間−周波数チャネルを上記「チャネル」として用いる通信システムにも、本発明は適用可能である。さらに、拡散を行うような通信システムでは、拡散符号により区別されるチャネルを上記「チャネル」として用いる場合にも、本発明を適用することができる。また、本発明は、有線／無線に係わらず適用可能である。

本発明の通信システムは、以上のように、複数のチャネルを用いて互いに通信を行う基地局と複数の端末とを備え、上記端末の各々が、受信品質情報を上記基地局に報告し、上記基地局が、上記端末の各々から報告された受信品質情報に基づいて、上記チャネルを用いた通信のスケジューリングを行う通信システムであって、上記端末の各々は、受信品質を測定する受信品質測定部と、少なくとも１つのチャネルをサブグループにまとめ、少なくとも１つのサブグループをグループにまとめる２段階グループ化方式情報と、上記受信品質測定部で測定された受信品質とに基づいて、上記サブグループごとに受信品質情報を生成し、上記基地局へ報告する受信品質情報決定部とを備え、上記２段階グループ化方式情報は、上記各グループを上記端末の少なくとも１つに割り当てるようになっており、上記端末の少なくとも１つにおける受信品質情報決定部が、少なくとも一部の条件下で、その端末に全グループの一部が割り当てられるような２段階グループ化方式情報を用い、その端末に割り当てられたグループに属するサブグループのみについて、上記受信品質情報を生成および報告する構成である。

非特許文献１や非特許文献２の第一の方法では、移動局が全チャネルの受信品質情報を基地局に報告するのに対して、上記構成では、上記端末の少なくとも１つが、少なくとも一部の条件下で、その端末に割り当てられたグループに属するサブグループのみについて上記受信品質情報をサブグループごとに生成および報告する。

また、上記構成では、特許文献１の方法のようにサブキャリアの受信サブキャリアの受信電力によりブロックの大きさを制御する必要がなく、また、特許文献１の方法のように特定位置のサブキャリア番号を端末が基地局に通知する必要がない。

また、非特許文献２の第二の方法では単純なグループ化を行うだけであるのに対して、上記構成では、第一のグループ化（サブグループ化）と第二のグループ化（グループ化）を組み合わせた２段階のグループ化を行う。

以上のことから、上記構成では、非特許文献１、非特許文献２、および特許文献１と比較して、端末が基地局に報告する受信品質情報の情報量を削減でき、その結果、上りリンクのオーバヘッドを低減し、スループットを向上させることができる。

さらに、本発明の通信システムの好ましい形態は、以上のように、伝搬路／ユーザ数／誤り率などのパラメータに基づいて、サブグループ内のサブキャリア数とグループ内のサブグループ数とを適応的に制御する。

これにより、受信品質情報の精度が低下することを回避し、受信品質情報に基づくスケジューリングを最適化することができる。すなわち、上記構成によれば、スケジューリングを最適化しながら、端末から基地局に報告する受信品質情報の情報量をさらに削減し、スループットを向上させることができる。

本発明の通信システムは、上記構成の通信システムにおいて、上記基地局は、上記受信品質情報決定部で用いる２段階グループ化方式情報を複数の２段階グループ化方式情報の中から選択する第１のグループ化方式選択部と、第１のグループ化方式選択部で選択された２段階グループ化方式情報を端末に送信する送信部とを備え、上記端末は、上記送信部から送信された２段階グループ化方式情報を受信する受信部を備える構成であってもよい。

上記構成によれば、基地局が、複数の端末に関する２段階グループ化方式の選択を一括して行うことができるので、２段階グループ化方式の選択を効率的に行うことができる。

本発明の通信システムは、上記構成の通信システムにおいて、上記第１のグループ化方式選択部は、サブグループ内のチャネル数が異なる複数の２段階グループ化方式情報の中から、上記サブグループ内における端末の受信品質のチャネル間での分散に基づいて、上記受信品質情報決定部で用いる２段階グループ化方式情報を選択する構成であってもよい。

上記構成によれば、サブグループ内のチャネル数が異なる複数の２段階グループ化方式情報の中から、上記サブグループ内におけるチャネル間での端末の受信品質の分散に基づいて、上記受信品質情報決定部で用いる２段階グループ化方式情報を選択する。これにより、サブグループ内におけるチャネル間での端末の受信品質の分散が増大した場合には、サブグループ内のチャネル数を減少させて、サブグループ内における端末の受信品質の分散を低減できる。したがって、受信品質情報の精度が低下することを回避し、受信品質情報に基づくスケジューリングを最適化することができる。すなわち、上記構成によれば、スケジューリングを最適化しながら、端末から基地局に報告する受信品質情報の情報量を削減することができる。

本発明の通信システムは、上記構成の通信システムにおいて、上記端末は、上記受信品質情報決定部で用いる２段階グループ化方式情報を複数の２段階グループ化方式情報の中から選択する第２のグループ化方式選択部をさらに備える構成であってもよい。

上記構成によれば、端末が２段階グループ化方式情報の選択を行うので、基地局から端末へ２段階グループ化方式情報を送信することが不要となる。

本発明の通信システムは、上記構成の通信システムにおいて、上記第２のグループ化方式選択部は、サブグループ内のチャネル数が異なる複数の２段階グループ化方式情報の中から、上記受信品質測定部で測定された受信品質のサブグループ内におけるチャネル間での分散に応じて、上記受信品質情報決定部で用いる２段階グループ化方式情報を選択する構成であってもよい。

上記構成によれば、サブグループ内のチャネル数が異なる複数の２段階グループ化方式情報の中から、上記サブグループ内におけるチャネル間での端末の受信品質の分散に基づいて、上記受信品質情報決定部で用いる２段階グループ化方式情報を選択する。これにより、サブグループ内におけるチャネル間での端末の受信品質の分散が増大した場合には、サブグループ内のチャネル数を減少させて、サブグループ内における端末の受信品質の分散を低減できる。したがって、受信品質情報の精度が低下することを回避し、受信品質情報に基づくスケジューリングを最適化することができる。すなわち、上記構成によれば、スケジューリングを最適化しながら、端末から基地局に報告する受信品質情報の情報量を削減することができる。

本発明の通信システムは、上記構成の通信システムにおいて、上記第１または第２のグループ化方式選択部は、グループ数が異なり、かつ、グループ内のサブグループ数が同一である複数の２段階グループ化方式の中から、上記受信品質情報決定部で用いる２段階グループ化方式情報を選択する構成であってもよい。

上記構成によれば、グループ化方式を切り替えてもグループ内のサブグループ数が変化しないので、端末から基地局に報告する受信品質情報の情報量を一定にすることができる。したがって、端末から基地局に報告する受信品質情報の情報量を一定量以下に削減できる。本発明を適用することが想定される携帯電話システムでは、制御情報の容量が一定量以下に制限されているので、これは特に有効である。

また、上記構成では、端末が基地局にグループ化方式に関する情報を通知し、通知された情報に基づいて基地局がグループ数およびサブグループ内のチャネル数を認識する場合に、端末が基地局に通知するグループ化方式に関する情報の情報量を抑えることができる。すなわち、グループ内のサブキャリア数が変化する場合、基地局がグループ数とサブグループ内のチャネル数とを識別するためには、端末がグループ数を識別するための情報とサブグループ内のチャネル数を識別するための情報とを基地局に通知することが必要である。これに対し、上記構成では、グループ内のサブキャリア数を固定しているので、端末がグループ数を識別するための情報のみを基地局に通知すれば、基地局がグループ数とサブグループ内のチャネル数との両方を識別することができる。

さらに、上記構成では、グループ内のサブキャリア数が固定であるので、各グループの受信品質情報量は一定となる。

また、上記構成では、グループ数を決定すれば、自動的にサブグループ内のチャネル数が決まるので、グループ数が異なる２段階グループ化方式の切り替えにより、サブグループ内のチャネル数を変更することができる。これにより、グループ数が異なる２段階グループ化方式の切り替えにより、サブグループ内のチャネル数を減少させて、サブグループ内におけるチャネル間での端末の受信品質の分散を低減できる。したがって、受信品質情報の精度が低下することを回避し、受信品質情報に基づくスケジューリングを最適化することができる。すなわち、上記構成によれば、スケジューリングを最適化しながら、端末から基地局に報告する受信品質情報の情報量を削減することができる。

本発明の通信システムは、上記構成の通信システムにおいて、上記第１または第２のグループ化方式選択部は、個々のグループを割り当てる端末の数が異なる複数の２段階グループ化方式の中から、上記基地局と通信を行う端末の数に基づいて、上記受信品質情報決定部で用いる２段階グループ化方式情報を選択する構成であってもよい。

上記構成によれば、上記基地局と通信を行う端末の数が少ない場合に、グループ内の移動局数がより多い２段階グループ化方式を選択することができる。これにより、マルチユーザダイバーシチ効果を向上させ、システムのスループットを向上させることができる。

本発明の通信システムは、上記構成の通信システムにおいて、上記第１または第２のグループ化方式選択部は、各端末に割り当てるグループの数が、基地局から端末へ送信するデータの優先度に応じて変化するように、上記受信品質情報決定部で用いる２段階グループ化方式情報を選択する構成であってもよい。

上記構成によれば、高優先度のデータを要求する端末に対して、低優先度のデータを要求する端末よりも多くのチャネルを割り当てることができる。それゆえ、高優先度のデータを、より速く、より確実に、基地局から端末へ送信することができる。

本発明の通信システムは、上記構成の通信システムにおいて、上記第１または第２のグループ化方式選択部は、各端末ごとに、上記受信品質情報決定部で用いる２段階グループ化方式情報を選択する構成であってもよい。

上記構成によれば、各端末ごとに２段階グループ化方式情報を最適化することができるので、端末から基地局に報告する受信品質情報の情報量をより一層削減することができる。

本発明の通信システムは、上記構成の通信システムにおいて、上記２段階グループ化方式情報は、隣接する複数のチャネルをサブグループにまとめるようになっている構成であってもよい。

隣接するチャネルにおける受信品質は、高い相関を持つ可能性が高い。そのため、上記構成のように隣接するチャネルをサブグループにまとめると、サブグループ内におけるチャネル間での受信品質の分散が小さくなり、受信品質情報の精度が向上する。したがって、受信品質情報に基づくスケジューリングを最適化することができる。

なお、発明を実施するための最良の形態の項においてなした具体的な実施態様または実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と次に記載する特許請求の範囲内で、いろいろと変更して実施することができるものである。異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても、本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、ＯＦＤＭＡ移動体無線通信システムやＭＩＭＯ通信システムなどの通信システムであって、上りリンクの制御情報量の少ない通信システムの製造に利用することができる。

Claims (19)

1. 複数のチャネルを用いて無線にて互いに通信を行う基地局と複数の端末とを備え、
   上記端末の各々が、受信信号の受信品質情報を上記基地局に報告し、
   上記基地局が、上記端末の各々から報告された受信品質情報に基づいて、上記チャネルを用いた通信のスケジューリングを行う通信システムであって、
   チャネルをサブグループにまとめサブグループをグループにまとめるグループ化方式であって、グループ数が異なり、かつ、グループ内のサブグループ数が同一である複数のグループ化方式のうちの一つのグループ化方式が設定され、
   上記端末の各々は、
   上記チャネルの受信信号の受信品質を測定する受信品質測定部と、
   上記設定されたグループ化方式と、上記受信品質測定部で測定された受信品質とに基づいて、上記サブグループごとに代表する受信品質情報を生成して上記基地局へ報告する受信品質情報決定部とを備え、
   上記端末の受信品質情報決定部は、一部のグループに属するサブグループのみについて、上記代表する受信品質情報を生成して報告することを特徴とする通信システム。
2. 複数のチャネルを用いて無線にて互いに通信を行う基地局と複数の端末とを備え、
   上記端末の各々が、受信信号の受信品質情報を上記基地局に報告し、
   上記基地局が、上記端末の各々から報告された受信品質情報に基づいて、上記チャネルを用いた通信のスケジューリングを行う通信システムであって、
   上記基地局は、
   チャネルをサブグループにまとめサブグループをグループにまとめる２段階グループ化方式を複数の２段階グループ化方式の中から選択するグループ化方式選択部と、
   上記グループ化方式選択部で選択された２段階グループ化方式の情報を端末に送信する送信部とを備え、
   上記端末は、
   上記送信部から送信された２段階グループ化方式の情報を受信する受信部と、
   上記チャネルの受信信号の受信品質を測定する受信品質測定部と、
   上記２段階グループ化方式の情報と、上記受信品質測定部で測定された受信品質とに基づいて、上記サブグループごとに代表する受信品質情報を生成して上記基地局へ報告する受信品質情報決定部とを備え、
   上記２段階グループ化方式は、上記グループを上記端末に割り当てるようになっており、
   上記端末の受信品質情報決定部は、その端末に割り当てられたグループに属するサブグループのみについて、上記代表する受信品質情報を生成して報告することを特徴とする通信システム。
3. 上記グループ化方式選択部は、グループ数が異なり、かつ、グループ内のサブグループ数が同一である複数の２段階グループ化方式の中から、上記受信品質情報決定部で用いる２段階グループ化方式を選択することを特徴とする請求項２に記載の通信システム。
4. 上記グループ化方式選択部は、サブグループ内のチャネル数が異なる複数の２段階グループ化方式の中から、上記サブグループ内における端末の受信品質のチャネル間での分散に基づいて、上記受信品質情報決定部で用いる２段階グループ化方式を選択することを特徴とする請求項２に記載の通信システム。
5. 上記グループ化方式選択部は、個々のグループを割り当てる端末の数が異なる複数の２段階グループ化方式の中から、上記基地局と通信を行う端末の数に基づいて、上記受信品質情報決定部で用いる２段階グループ化方式を選択することを特徴とする請求項２に記載の通信システム。
6. 上記グループ化方式選択部は、各端末に割り当てるグループの数が、基地局から端末へ送信するデータの優先度に応じて変化するように、上記受信品質情報決定部で用いる２段階グループ化方式を選択することを特徴とする請求項２に記載の通信システム。
7. 上記グループ化方式選択部は、各端末ごとに、上記受信品質情報決定部で用いる２段階グループ化方式を選択することを特徴とする請求項２に記載の通信システム。
8. 上記２段階グループ化方式は、隣接する複数のチャネルをサブグループにまとめるようになっていることを特徴とする請求項２に記載の通信システム。
9. 複数のチャネルを用いて無線にて互いに通信を行う基地局と複数の端末とを備え、
   上記端末の各々が、受信信号の受信品質情報を上記基地局に報告し、
   上記基地局が、上記端末の各々から報告された受信品質情報に基づいて、上記チャネルを用いた通信のスケジューリングを行う通信システムであって、
   上記端末は、
   上記チャネルの受信信号の受信品質を測定する受信品質測定部と、
   チャネルをサブグループにまとめサブグループをグループにまとめる２段階グループ化方式を複数の２段階グループ化方式の中から選択するグループ化方式選択部と、
   上記選択した２段階グループ化方式の情報と、上記受信品質測定部で測定された受信品質とに基づいて、上記グループのいずれかに属するサブグループのみについて、上記サブグループごとに代表する受信品質情報を生成して上記基地局へ報告する受信品質情報決定部と、
   上記グループ化方式選択部で選択された２段階グループ化方式の情報を基地局に送信する送信部とを備え、
   上記基地局は、
   上記送信部から送信された２段階グループ化方式の情報を受信する受信部を備えることを特徴とする通信システム。
10. 上記グループ化方式選択部は、グループ数が異なり、かつ、グループ内のサブグループ数が同一である複数の２段階グループ化方式の中から、上記受信品質情報決定部で用いる２段階グループ化方式を選択することを特徴とする請求項９に記載の通信システム。
11. 上記グループ化方式選択部は、サブグループ内のチャネル数が異なる複数の２段階グループ化方式の中から、上記サブグループ内における端末の受信品質のチャネル間での分散に基づいて、上記受信品質情報決定部で用いる２段階グループ化方式を選択することを特徴とする請求項９に記載の通信システム。
12. 上記グループ化方式選択部は、個々のグループを割り当てる端末の数が異なる複数の２段階グループ化方式の中から、上記基地局と通信を行う端末の数に基づいて、上記受信品質情報決定部で用いる２段階グループ化方式を選択することを特徴とする請求項９に記載の通信システム。
13. 上記グループ化方式選択部は、各端末に割り当てるグループの数が、基地局から端末へ送信するデータの優先度に応じて変化するように、上記受信品質情報決定部で用いる２段階グループ化方式を選択することを特徴とする請求項９に記載の通信システム。
14. 上記グループ化方式選択部は、各端末ごとに、上記受信品質情報決定部で用いる２段階グループ化方式を選択することを特徴とする請求項９に記載の通信システム。
15. 上記２段階グループ化方式は、隣接する複数のチャネルをサブグループにまとめるようになっていることを特徴とする請求項９に記載の通信システム。
16. 複数のチャネルを用いて無線にて互いに通信を行う基地局と複数の端末とを備え、
    上記端末の各々が、受信信号の受信品質情報を上記基地局に報告し、
    上記基地局が、上記端末の各々から報告された受信品質情報に基づいて、上記チャネルを用いた通信のスケジューリングを行う通信システムであって、
    上記基地局は、
    チャネルをサブグループにまとめサブグループをグループにまとめるグループ化方式を複数のグループ化方式の中から選択するグループ化方式選択部と、
    上記グループ化方式選択部で選択されたグループ化方式におけるグループ数を示す情報を端末に送信する送信部とを備え、
    上記端末は、
    上記グループ数を示す情報を受信する受信部と、
    上記チャネルの受信信号の受信品質を測定する受信品質測定部と、
    上記グループ数を示す情報を用いてサブグループを決定し、上記受信品質測定部で測定された受信品質に基づいて、上記サブグループごとに代表する受信品質情報を生成して上記基地局へ報告する受信品質情報決定部とを備え、
    上記端末の受信品質情報決定部は、一部のサブグループのみについて、上記代表する受信品質情報を生成して報告することを特徴とする通信システム。
17. 複数のチャネルを用いて無線にて互いに通信を行う基地局と複数の端末とを備えた通信システムに用いる基地局であって、
    チャネルをサブグループにまとめサブグループをグループにまとめる２段階グループ化方式の一つを複数の２段階グループ化方式の中から選択するグループ化方式選択部と、
    上記グループ化方式選択部で選択された２段階グループ化方式の情報を端末に送信する送信部と、
    端末からその端末の属するグループのサブグループのみについて、チャネルの受信品質を代表する受信品質情報を受信する受信部とを備えることを特徴とする基地局。
18. 複数のチャネルを用いて無線にて互いに通信を行う基地局と複数の端末とを備えた通信システムに用いる端末であって、
    受信品質を測定する受信品質測定部と、
    チャネルをサブグループにまとめサブグループをグループにまとめる２段階グループ化方式と、上記受信品質測定部で測定された受信品質とに基づいて、上記サブグループごとに代表する受信品質情報を生成して上記基地局へ報告する受信品質情報決定部とを備え、
    上記２段階グループ化方式は、上記端末にグループを割り当てるようになっており、
    上記受信品質情報決定部が、上記端末に割り当てられたグループに属するサブグループのみについて、上記代表する受信品質情報を生成して報告することを特徴とする端末。
19. 複数のチャネルを用いて無線にて互いに通信を行う基地局と複数の端末とを備えた通信システムに用いる端末であって、
    チャネルをサブグループにまとめサブグループをグループにまとめるグループ化方式におけるグループ数を示す情報を受信する受信部と、
    上記チャネルの受信信号の受信品質を測定する受信品質測定部と、
    上記グループ数を示す情報を用いてサブグループを決定し、上記受信品質測定部で測定された受信品質に基づいて、上記サブグループごとに代表する受信品質情報を生成して上記基地局へ報告する受信品質情報決定部とを備え、
    上記端末の受信品質情報決定部は、一部のサブグループのみについて、上記代表する受信品質情報を生成して報告することを特徴とする端末。

Images