JP5319389B2

JP5319389B2 - 通信制御方法

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Publication number: JP5319389B2
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Inventors: 琢中山
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Description

本発明は、３．９世代移動通信システムであるＬＴＥ（Long Term Evolution）の移動通信システムを構成する無線基地局における通信制御方法に関する。

近年、移動通信サービスのブロードバンド化に伴い、更なる高速化及び大容量化が求められている。このため、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）に代表される第３世代移動通信システムや３．５世代移動通信システムに代わる次世代移動通信システムが世界的に実用化されようとしている。日本国内においても第４世代移動通信システムにつながる移動通信システムとして位置づけられた３．９世代移動通信システムへの周波数割り当てが開始されている。この３．９世代移動通信システムの中でも、ＬＴＥ（Long Term Evolution）は、第４世代移動通信システムにつながる標準規格として、最も有力視されている。

ＬＴＥでは、無線基地局から無線端末に向かう下り方向の通信には、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access）が採用され、無線端末から無線基地局に向かう上り方向の通信には、ＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier Frequency Division Multiple Access）が採用されている。これらの多重化方式は、周波数と時間の２次元で無線リソースの配置を行ってユーザ多重を実現している。

下り方向の無線リソースである周波数帯域は、リソースブロック（ＲＢ：Resource Block）と称される単位に分割されている。このＲＢは、下り方向の制御情報伝送用の無線チャネルとしてのタイムスロットである制御情報チャネル（ＰＤＣＣＨ：Physical Downlink Control CHannel）と、下り方向のユーザデータ伝送用の無線チャネルとしてのタイムスロットである共有データチャネル（ＰＤＳＣＨ：Physical Downlink Shared CHannel）とにより構成される。

3GPP TS 36.213 V8.4.0 "Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Layer procedures (Release 8)"

ＬＴＥでは、高速化及び大容量化を実現するために、従来の第３世代移動通信システムや３．５世代移動通信システムと比較して、非常に高い周波数利用効率が要求される。この要求を実現するために、ＬＴＥでは、近接するセル又はセクタにおいて同一の周波数を使用する運用が想定されている。このような運用では、あるセル又はセクタにおいて、他セル又は他セクタからの干渉が問題となる可能性がある。

このため、無線基地局は、干渉によって変動する、無線端末におけるＰＤＳＣＨ及びＰＤＣＣＨの品質を把握し、当該品質が所要のレベルを満たすように制御を行う必要がある。特に、ＰＤＣＣＨによって伝送される情報には、ＰＤＳＣＨによって伝送される情報の受信に必要な各種の制御情報が含まれている。したがって、無線端末は、ＰＤＣＣＨによって伝送される制御情報を正常に受信する必要があり、このためには、無線基地局は、ＰＤＣＣＨの品質が所要のレベルを満たすように制御を行うことが重要である。

しかしながら、ＬＴＥの規格上、無線端末は、無線基地局に対して、ＰＤＳＣＨの品質のみを送信しており、ＰＤＣＣＨの品質は送信していない。このため、無線基地局は、無線端末におけるＰＤＣＣＨの品質を適切に推定することが要求される。

そこで、本発明は、無線リソースの品質を適切に推定することが可能な通信制御方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明は以下のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、所定のセル又はセクタに対応する下り方向の無線リソースが、無線端末に対する最小割り当て単位であって、制御情報伝送用の無線リソースである制御情報チャネルと共有ユーザデータ伝送用の無線リソースである共有データチャネルとにより構成されるリソースブロックに分割されているＬＴＥ（Long Term Evolution）の移動通信システムにて、前記無線端末との間で通信を行う無線基地局における通信制御方法であって、前記無線基地局が、前記無線端末からの前記所定のセル又はセクタに対応する前記下り方向の所定の無線リソースに含まれる前記共有データチャネルの平均の品質を受信するステップ（Ｗ−ＣＱＩ受信処理部１５２の動作）と、前記無線基地局が、前記所定のセル又はセクタに対応する前記制御情報チャネルの利用率を取得するステップ（ＰＤＣＣＨ利用率取得部１５４の動作）と、前記無線基地局が、前記共有データチャネルの平均の品質に前記制御情報チャネルの利用率の逆数を乗算して、前記無線端末における、前記所定のセル又はセクタに対応する前記制御情報チャネルの品質を推定するステップ（ＰＤＣＣＨ品質推定部１５６の動作）とを備えることを要旨とする。

この通信制御方法では、無線基地局は、所定のセル又はセクタに対応する下り方向の所定の無線リソースに含まれる共有データチャネルの平均の品質に、所定のセル又はセクタに対応する制御情報チャネルの利用率の逆数を乗算することにより、その算出値を所定のセル又はセクタに対応する制御情報チャネルの品質と推定する。

すなわち、無線基地局は、無線端末から通知される共有データチャネルの品質に基づいて、無線端末から通知されない制御情報チャネルの品質を推定するが、その際に制御情報チャネルの利用率を考慮することで、制御情報チャネルの品質を適切に推定することを可能としている。

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記所定のセル又はセクタに対応する前記共有データチャネルの全ての帯域と、前記所定のセル又はセクタ以外のセル又はセクタに対応する前記共有データチャネルの全ての帯域とが、ユーザデータの伝送に使用されていることを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、本発明の第１又は第２の特徴に係り、前記所定のセル又はセクタに対応する前記共有データチャネルの利用率と、前記所定のセル又はセクタ以外のセル又はセクタに対応する前記共有データチャネルの利用率とが同一であり、前記所定のセル又はセクタに対応する前記制御情報チャネルの利用率と、前記所定のセル又はセクタ以外のセル又はセクタに対応する前記制御情報チャネルの利用率とが同一であることを要旨とする。

本発明によれば、無線リソースの品質を適切に推定することが可能となる。

本発明の実施形態に係る無線通信システムの全体概略構成図である。本発明の実施形態に係る無線基地局の構成図である。本発明の実施形態に係る無線基地局によるＰＤＳＣＨ割り当ての一例を示す図である。本発明の実施形態に係る無線基地局によるＰＤＣＣＨ内のＲＥＧ割り当ての一例を示す図である。本発明の実施形態に係る理想ＰＤＣＣＨ品質、Ｗ−ＣＱＩ流用ＰＤＣＣＨ品質及びＷ−ＣＱＩの対応関係を示す図である。本発明の実施形態に係るＰＤＣＣＨの利用状況の一例を示す図である。本発明の実施形態に係るオフセット値の一例を示す図である。本発明の実施形態に係る無線基地局における算出式を利用したＰＤＣＣＨ品質推定の動作を示すフローチャートである。本発明の実施形態に係る無線基地局におけるオフセット値を利用したＰＤＣＣＨ品質推定の動作を示すフローチャートである。理想ＰＤＣＣＨ品質、Ｗ−ＣＱＩ流用ＰＤＣＣＨ品質、算出式利用推定ＰＤＣＣＨ品質、及び、オフセット値利用推定ＰＤＣＣＨ品質の対応関係を示す図である。理想ＰＤＣＣＨ品質、Ｗ−ＣＱＩ流用ＰＤＣＣＨ品質、算出式利用推定ＰＤＣＣＨ品質、及び、オフセット値利用推定ＰＤＣＣＨ品質のそれぞれにおける、ＰＤＣＣＨの利用率を示す図である。理想ＰＤＣＣＨ品質、Ｗ−ＣＱＩ流用ＰＤＣＣＨ品質、算出式利用推定ＰＤＣＣＨ品質、及び、オフセット値利用推定ＰＤＣＣＨ品質のそれぞれにおける、ＡＬの分布を示す図である。理想ＰＤＣＣＨ品質、Ｗ−ＣＱＩ流用ＰＤＣＣＨ品質、算出式利用推定ＰＤＣＣＨ品質、及び、オフセット値利用推定ＰＤＣＣＨ品質のそれぞれにおける、上限超過率を示す図である。

次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。具体的には、（１）無線通信システムの構成、（２）無線基地局の動作、（３）作用・効果、（４）その他の実施形態について説明する。以下の実施形態における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。

（１）無線通信システムの構成
（１．１）無線通信システムの全体概略構成
図１は、本発明の実施形態に係る無線通信システム１０の全体概略構成図である。

図１に示す無線通信システム１０は、３ＧＰＰで策定された規格であるＬＴＥ（Long Term Evolution）に基づく構成を有する。無線通信システム１０は、無線基地局１Ａ、無線基地局１Ｂ及び無線基地局１Ｃと、無線端末２Ａ、無線端末２Ｂ及び無線端末２Ｃとを含む。図１において、無線端末２Ａは、無線基地局１Ａが提供するセル３Ａ内に存在する。また、無線端末２Ｂは、無線基地局１Ｂが提供するセル３Ｂ乃に存在し、無線端末２Ｃは、無線基地局１Ｃが提供するセル３Ｃ内に存在する。セル３Ａ乃至３Ｃは、複数のセクタ（図示せず）に分割されている。

無線基地局１Ａは、セル３Ａ内に存在する無線端末２Ａとの間で通信を行う。同様に、無線基地局１Ｂは、セル３Ｂ内に存在する無線端末２Ｂとの間で通信を行い、無線基地局１Ｃは、セル３Ｃ内に存在する無線端末２Ｃとの間で通信を行う。

（１．２）無線基地局の構成
図２は、無線基地局１Ａの構成を示す図である。図２に示す無線基地局１Ａは、制御部１０２、記憶部１０３、有線通信部１０４、無線通信部１０５及びアンテナ１０７を含む。なお、無線基地局１Ｂ及び無線基地局１Ｃも、無線基地局１Ａと同様の構成である。

制御部１０２は、例えばＣＰＵによって構成され、無線基地局１が具備する各種機能を制御する。記憶部１０３は、例えばメモリによって構成され、無線基地局１における制御などに用いられる各種情報を記憶する。有線通信部１０４は、図示しないルータ等を介して上位ネットワークに存在するアクセスゲートウェイ等に接続される。

無線通信部１０５は、アンテナ１０７を介して、無線端末２Ａからの無線信号を受信するとともに、無線端末２Ａに対して無線信号を送信する。

次に、制御部１０２の具体的な制御について説明する。制御部１０２は、無線基地局１Ａによって提供されるセル３Ａを構成する所定のセクタ（以下、「自セクタ」と称する）内に存在する無線端末２Ａが要求するチャネル品質に応じて、当該無線端末２Ａに対して、下り方向の無線リソースである、１又は複数のリソースブロック（ＲＢ）を割り当てる。ＲＢは、２種類の無線チャネル、具体的には、制御情報チャネル（ＰＤＣＣＨ）と、共有データチャネル（ＰＤＳＣＨ）とにより構成される。ＰＤＣＣＨの領域は、ＲＢの先頭から最大３つのＯＦＤＭシンボルであり、ＰＤＳＣＨの領域は、ＰＤＣＣＨに続くＯＦＤＭシンボルである。本実施形態において、割り当て対象となるＲＢは、周波数帯域が連続している。

自セクタ内の各無線端末が要求するチャネル品質は異なっている。制御部１０２は、各無線端末が要求するチャネル品質に応じて、当該無線端末に対して割り当て対象となるＲＢ、及び、当該ＲＢの数を設定し、割り当てる。具体的には、制御部１０２は、自セクタ内の各無線端末に対して、ＲＢ内のＰＤＳＣＨとＰＤＣＣＨとを割り当てる。また、制御部１０２は、各無線端末が要求するチャネル品質に応じて、変調方式、符号化率、再送回数、ＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output）等の通信方式を設定する。

以下、ＰＤＳＣＨ及びＰＤＣＣＨの割り当ての詳細を説明する。

図３は、ＰＤＳＣＨ割り当ての一例を示す図である。図３は、自セクタ内の無線端末２Ａが複数の無線端末＃１乃至＃Ｎである場合の例である。図３において、制御部１０２は、自セクタ内に存在する無線端末＃１に対して、チャネル品質が当該無線端末＃１によって要求されるレベル以上となる周波数帯域に対応するＰＤＳＣＨを割り当てる。

同様に、制御部１０２は、自セクタ内に存在する無線端末＃２乃至＃Ｎに対して、チャネル品質が当該無線端末＃２乃至＃Ｎによって要求されるレベル以上となる周波数帯域に対応するＰＤＳＣＨを割り当てる。

ＰＤＣＣＨには、ＰＤＳＣＨに含まれるユーザデータを受信するために必要な様々な情報が含まれる。このため、無線端末は、ＰＤＣＣＨ内の情報を受信することができない場合には、ＰＤＳＣＨ内のユーザデータを受信することができない。したがって、ＰＤＣＣＨは、非常に重要な無線チャネルである。

具体的には、ＰＤＣＣＨは、下り方向の無線リソースにおける各種制御情報や、無線端末毎のＤＣＩ（Downlink Control Information）を含む。１つのＴＴＩ（Transmission Time Interval）におけるＰＤＣＣＨ内には、複数の無線端末に対応するＤＣＩが収容可能である。

１つのＴＴＩにおけるＰＤＣＣＨ内に１つの無線端末に対応するＤＣＩを繰り返して収容する場合の繰り返し回数は、ＡｇｇｒｅｇａｔｉｏｎＬｅｖｅｌ（ＡＬ）と称される。

制御部１０２が、無線端末毎のＤＣＩに対してＡＬを決定することにより、繰り返しによる符号化率の調節が実現され、特性を改善させることができる。しかし、上述したように、ＰＤＣＣＨの領域は、ＲＢの先頭から最大３つのＯＦＤＭシンボルである。このため、ＡＬが高い場合、換言すれば、ＤＣＩの繰り返し回数が多いほど、１つのＴＴＩにおけるＰＤＣＣＨ内に収容可能なＤＣＩに対応する無線端末の数は減少する。すなわち、ＡＬと、１つのＴＴＩにおけるＰＤＣＣＨ内に収容可能なＤＣＩに対応する無線端末の数とはトレードオフの関係にある。

また、ＰＤＣＣＨの領域に対応するＯＦＤＭシンボルの数が多いほど、１つのＴＴＩにおけるＰＤＣＣＨ内に収容可能なＤＣＩに対応する無線端末の数は増加するものの、ＰＤＳＣＨの領域に対応するＯＦＤＭシンボルが減少することにより、ＰＤＳＣＨの符号化率が低下する。このため、ＡＬと、ＰＤＳＣＨの受信性能とはトレードオフの関係にある。

制御部１０２は、ＰＤＣＣＨ内のＲＥＧ（Resource Element Group）を無線端末に割り当てる。図４は、ＰＤＣＣＨ内のＲＥＧ割り当ての一例を示す図である。

制御部１０２は、まず、ＤＣＩ毎に誤り訂正符号化を行い、ＡＬに対応する回数だけ繰り返されたＤＣＩを、一次元領域に並べる。この際、制御部１０２は、一次元領域におけるＤＣＩの収容位置を、当該ＤＣＩが有する固有の値、例えば、対応する無線端末のＲＮＴＩや、ＡＬによって擬似ランダム的に決定される候補の中から選択する。この処理を全てのＤＣＩについて行った結果、ＤＣＩが割り当てられなかった一次元領域については、そのまま情報がない状態となる。次に、制御部１０２は、ＰＤＣＣＨの領域としてのＯＦＤＭシンボル内の領域を、ＲＥＧに分割する。更に、制御部１０２は、一次元領域のビット系列の８ビットを単位としてインターリーブ処理を行ったものを、割り当て位置に対応するＲＥＧに対して、周波数の低いＲＥＧから順次に収容していく。これにより、ＤＣＩは、ＰＤＣＣＨにおいて、擬似ランダム的にＲＥＧ単位で収容されることになり、周波数ダイバーシティ効果が得られることになる。

（１．３）無線基地局によるＰＤＣＣＨの品質推定
本実施形態では、上述した無線端末２Ａに対するＲＢの割り当てに先立って、制御部１０２は、自セクタに対応するＰＤＣＣＨの品質を推定する。

図５は、理想とする、自セクタに対応するＰＤＣＣＨの品質（理想ＰＤＣＣＨ品質）、無線端末２Ａにおいて測定されたＷ−ＣＱＩ（測定Ｗ−ＣＱＩ）をＰＤＣＣＨの品質としたもの（Ｗ−ＣＱＩ流用ＰＤＣＣＨ品質）、及び、自セクタに対応するＷ−ＣＱＩの対応関係を示す図である。

従来、自セクタに対応するＰＤＣＣＨとして用いられていた、Ｗ−ＣＱＩ流用ＰＤＣＣＨ品質は、図５に示すように、理想ＰＤＣＣＨ品質よりも２［ｄＢ］程度低い値となっている。本実施形態では、自セクタに対応するＰＤＣＣＨの品質の推定値を、Ｗ−ＣＱＩ流用ＰＤＣＣＨ品質よりも理想ＰＤＣＣＨ品質に近似させる。なお、図５において、Ｗ−ＣＱＩ流用ＰＤＣＣＨ品質がＷ−ＣＱＩよりも低くなっている原因は、ＳＩＮＲをＣＱＩに変換する際の量子化の際の端数切り捨ての影響である。

以下、自セクタに対応するＰＤＣＣＨの品質推定に必要となる、ＰＤＣＣＨの干渉のモデル化について説明する。

自セクタに対応するＰＤＳＣＨでは、自セクタと周波数帯域が同一である他のセクタ（他セクタ）に対応するＰＤＣＣＨの電力が干渉となる。自セクタに対応するｉ番目のＲＢ内のＰＤＳＣＨがｊ番目の他セクタにおけるｉ番目のＲＢ（ＲＢ_ｉ）内のＰＤＳＣＨによって受ける干渉電力Ｉ_ｉ，ｊは、ｊ番目の他セクタに対応するＰＤＳＣＨの送信電力をＴｘＰｏｗｅｒ_ｊ、ｊ番目の他セクタに対応するＰＤＳＣＨの伝送損失電力をＰａｔｈｌｏｓｓ_ｊとすると、ｊ番目の他セクタにおけるｉ番目のＲＢが利用されていない場合（ＮｏｔＵｓａｇｅＲＢ_ｉａｔＳｅｃｔｏｒ_ｊ）と利用されている場合（ＵｓａｇｅＲＢ_ｉａｔＳｅｃｔｏｒ_ｊ）とにおいて、以下の式（１）で表される。

式（１）と、ｊ番目の他セクタにおけるｉ番目のＲＢ（ＲＢ_ｉ）に対応するチャネルの電力（ＣｈａｎｅｌＰｏｗｅｒ_ｉ，ｊ）とを用いると、全ての他セクタにおけるｉ番目のＲＢ（ＲＢ_ｉ）を原因とする、自セクタ（ＳｅｒｖｉｎｇＳｅｃｔｏｒ）に対応するＰＤＳＣＨの干渉電力Ｉ_ｉは、以下の式（２）で表される。

なお、ＬＴＥでは下り方向の通信における参照信号の配置が６パターンであるため、他セクタにおいて利用されていないＲＢについても、自セクタにおいて１／６の確率で干渉となるが、本実施形態では、当該干渉はないものとしている。

一方、自セクタに対応するＰＤＣＣＨでは、上述した通り、利用されているＲＥＧと利用されていないＲＥＧとが存在する。また、他セクタに対応するＰＤＳＣＨについても、同様に、利用されているＲＥＧと利用されていないＲＥＧとが存在する。

図６は、自セクタに対応するＰＤＣＣＨの利用状況と他セクタに対応するＰＤＣＣＨの利用状況との一例を示す図である。自セクタに対応するＰＤＣＣＨの利用率をα、他セクタに対応するＰＤＣＣＨの利用率をβとすると、自セクタに対応するＰＤＣＣＨにおいて利用されているＲＥＧと、他セクタに対応するＰＤＣＣＨにおいて利用されているＲＥＧとが重なる、換言すれば、同一の周波数帯域となる確率は、ランダム性が十分高いと仮定すれば、αに関わらずβとなる。

式（１）、式（２）、ｊ番目の他セクタに対応するＰＤＣＣＨの利用率β_ｊ、ｊ番目の他セクタにおける全てのＲＢに対応するチャネルの電力の平均（ＡｖｅｒａｇｅＣｈａｎｅｌＰｏｗｅｒ_ｊ）を用いると、自セクタ（ＳｅｒｖｉｎｇＳｅｃｔｏｒ）に対応するＰＤＳＣＨの干渉電力Ｉは、以下の式（３）で表される。

自セクタに対応するＰＤＣＣＨの品質の推定のために、図２に示すように、制御部１０２は、Ｗ−ＣＱＩ受信処理部１５２、ＰＤＣＣＨ利用率取得部１５４及びＰＤＣＣＨ品質推定部１５６を含む。

制御部１０２は、算出式を利用した、自セクタに対応するＰＤＣＣＨの品質の推定と、オフセット値を利用した、自セクタに対応するＰＤＣＣＨの品質の推定とを行う。

算出式を利用した、自セクタに対応するＰＤＣＣＨの品質の推定の場合には、以下の処理が行われる。

無線端末２Ａは、自セクタに対応する下り方向の所定の無線リソースに含まれるＰＤＳＣＨの平均の品質（ＳＩＮＲ：Signal to Interference and Noise Ratio）であるＷ−ＣＱＩを測定する。更に、無線端末２Ａは、測定したＷ−ＣＱＩ（測定Ｗ−ＣＱＩ）を、無線基地局１Ａに向けて送信する。

無線基地局１Ａの制御部１０２内のＷ−ＣＱＩ受信処理部１５２は、無線端末２Ａからの自セクタに対応する測定Ｗ−ＣＱＩを、アンテナ１０７及び無線通信部１０５を介して受信する。

制御部１０２内のＰＤＣＣＨ利用率取得部１５４は、過去の自セクタに対応するＰＤＣＣＨの利用率αを取得する。

具体的には、ＰＤＣＣＨ利用率取得部１５４は、自セクタに対応するＲＢを割り当てる毎に、自セクタに対応するＰＤＣＣＨ内の全てのＲＥＧのうち、ＤＣＩを収容したＲＥＧを特定し、ＰＤＣＣＨ内の全てのＲＥＧの領域に対する、ＤＣＩを収容したＲＥＧの領域の比率を、自セクタに対応するＰＤＣＣＨの利用率αとして算出する。更に、ＰＤＣＣＨ利用率取得部１５４は、算出した自セクタに対応するＰＤＣＣＨの利用率αを、記憶部１０３に記憶させる。その後、ＰＤＣＣＨ利用率取得部１５４は、自セクタに対応するＰＤＣＣＨの品質の推定のために、記憶部１０３に記憶された自セクタに対応するＰＤＣＣＨの利用率αを読み出す。

制御部１０２内のＰＤＣＣＨ品質推定部１５６は、Ｗ−ＣＱＩ受信処理部１５２によって受信された、自セクタに対応する測定Ｗ−ＣＱＩと、ＰＤＣＣＨ利用率取得部１５４によって読み出された、過去の自セクタに対応するＰＤＣＣＨの利用率αとに基づいて、自セクタに対応するＰＤＣＣＨの品質（ＳＩＮＲ）を推定する。

なお、ＰＤＣＣＨ品質推定部１５６は、ＰＤＣＣＨ利用率取得部１５４によって読み出された、過去の自セクタに対応するＰＤＣＣＨの利用率αが複数存在する場合には、それらの平均値を利用率αとしてもよい。

具体的には、自セクタに対応するＰＤＣＣＨのＳＩＮＲは、自セクタに対応するＰＤＣＣＨの信号電力（ＳｉｇｎａｌＰｏｗｅｒ）と、自セクタに対応するＰＤＣＣＨの干渉電力（ＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅＰｏｗｅｒ）と、雑音電力（ＮｏｉｓｅＰｏｗｅｒ）とを用いて、以下の式（４）により定義される。

更に、式（４）に式（３）を代入すると、以下の式（５）となる。

本実施形態では、雑音電力（ＮｏｉｓｅＰｏｗｅｒ）が無視できるほど小さいと仮定すると、式（５）は、以下の式（６）に変換される。

式（６）には、ｊ番目の他セクタに対応するＰＤＣＣＨの利用率β_ｊが含まれている。しかしながら、ＬＴＥの規格上、無線基地局１Ａは、ｊ番目の他セクタに対応するＰＤＣＣＨの利用率β_ｊを直接に取得することができない。そこで、本実施形態では、一般にＰＤＣＣＨの利用率は、セクタ間で大きく異ならないことに鑑み、ｊ番目の他セクタに対応するＰＤＣＣＨの利用率β_ｊが、過去の自セクタに対応するＰＤＣＣＨの利用率αと等しいと仮定する。このような仮定の下では、式（６）は、以下の式（７）に変換される。

式（７）の右辺における１／αを除いた部分は、一般に、ＰＤＳＣＨが全て利用されていることを考慮して、自セクタに対応するＰＤＳＣＨの利用率と他セクタに対応するＰＤＳＣＨの利用率が、何れも１であると仮定すると、自セクタに対応する測定Ｗ−ＣＱＩである。したがって、ＰＤＣＣＨ品質推定部１５６は、式（７）に、自セクタに対応する測定Ｗ−ＣＱＩと、過去の自セクタに対応するＰＤＣＣＨの利用率αとを代入することにより、自セクタに対応するＰＤＣＣＨの推定のＳＩＮＲを算出することができる。

なお、式（７）はデシベル値では、

となる。ここで、Ｅｓｔｉｍ．ＳＩＮＲは、自セクタに対応するＰＤＣＣＨの推定のＳＩＮＲのデシベル値、ＳＩＮＲ_ＷＣＱＩは、自セクタに対応する測定Ｗ−ＣＱＩのデシベル値である。

一方、オフセット値を利用した、自セクタに対応するＰＤＣＣＨの品質の推定の場合には、以下の処理が行われる。

記憶部１０３には、計算機シミュレーションにより予め求められた、自セクタに対応するＰＤＣＣＨのＳＩＮＲと、自セクタに対応する測定Ｗ−ＣＱＩとの差がオフセット値として記憶されている。

図７は、オフセット値の一例を示す図である。図７に示すオフセット値は、自セクタに対応するＰＤＣＣＨの領域を構成するＯＦＤＭシンボルの数に対応づけられて記憶部１０３に記憶されている。オフセット値は、対応するＯＦＤＭシンボル数が多いほど、大きくなる。これは、自セクタに対応するＰＤＣＣＨの領域を構成するＯＦＤＭシンボルの数が多いほど、自セクタ及び他セクタに対応するＰＤＣＣＨの利用率が低下し、その結果、式（７）及び式（８）より明らかなように、自セクタに対応するＰＤＣＣＨの推定のＳＩＮＲが大きくなることによる。

ＰＤＣＣＨ品質推定部１５６は、自セクタに対応するＰＤＣＣＨの領域を構成するＯＦＤＭシンボルの数を特定し、当該ＯＦＤＭシンボル数に対応するオフセット値を記憶部１０３から読み出す。

オフセット値（Ｏｆｆｓｅｔ）を利用した、自セクタに対応するＰＤＣＣＨの推定のＳＩＮＲの算出式は、デシベル値では、以下の式（９）となる。

ＰＤＣＣＨ品質推定部１５６は、式（９）に、自セクタに対応する測定Ｗ−ＣＱＩのデシベル値と、記憶部１０３から読み出したオフセット値とを代入することにより、自セクタに対応するＰＤＣＣＨの推定のＳＩＮＲをデシベル値で算出することができる。

（２）無線基地局の動作
図８は、無線基地局１Ａにおける算出式を利用したＰＤＣＣＨ品質推定の動作を示すフローチャートである。

ステップＳ１０１において、無線基地局１Ａ内の制御部１０２は、無線端末２Ａからの自セクタに対応する測定Ｗ−ＣＱＩを受信する。

ステップＳ１０２において、制御部１０２は、記憶部１０３に記憶されている、過去の自セクタに対応するＰＤＣＣＨの利用率αを取得する。

ステップＳ１０３において、制御部１０２は、算出式である式（７）又は式（８）を利用して、自セクタに対応する測定Ｗ−ＣＱＩと、過去の自セクタに対応するＰＤＣＣＨの利用率αとに基づいて、自セクタに対応する推定のＰＤＣＣＨの品質（ＳＩＮＲ）を算出する。

図９は、無線基地局１Ａにおけるオフセット値を利用したＰＤＣＣＨ品質推定の動作を示すフローチャートである。

ステップＳ２０１において、無線基地局１Ａ内の制御部１０２は、無線端末２Ａからの自セクタに対応する測定Ｗ−ＣＱＩを受信する。

ステップＳ２０２において、制御部１０２は、記憶部１０３に記憶されている、オフセット値を取得する。

ステップＳ２０３において、制御部１０２は、式（９）に基づき、自セクタに対応する測定Ｗ−ＣＱＩとオフセット値とを加算して、自セクタに対応する推定のＰＤＣＣＨの品質（ＳＩＮＲ）を算出する。

（３）作用・効果
図１０は、理想ＰＤＣＣＨ品質、Ｗ−ＣＱＩ流用ＰＤＣＣＨ品質、算出式である式（７）又は式（８）を利用した場合の推定のＰＤＣＣＨ品質（算出式利用推定ＰＤＣＣＨ品質）、及び、オフセット値を利用した場合の推定のＰＤＣＣＨ品質（オフセット値利用推定ＰＤＣＣＨ品質）の対応関係を示す図である。

図１０に示すように、本実施形態において得られる算出式利用推定ＰＤＣＣＨ品質及びオフセット値利用推定ＰＤＣＣＨ品質は、何れも、従来、自セクタに対応するＰＤＣＣＨとして用いられていた、Ｗ−ＣＱＩ流用ＰＤＣＣＨ品質よりも、理想ＰＤＣＣＨ品質に近い値となっている。すなわち、算出式利用推定ＰＤＣＣＨ品質及びオフセット値利用推定ＰＤＣＣＨ品質は、何れも、従来よりも適切なＰＤＣＣＨの推定値となっている。

図１１は、理想ＰＤＣＣＨ品質、Ｗ−ＣＱＩ流用ＰＤＣＣＨ品質、算出式利用推定ＰＤＣＣＨ品質、及び、オフセット値利用推定ＰＤＣＣＨ品質のそれぞれにおける、ＰＤＣＣＨの利用率を示す図である。図１１に示すように、算出式利用推定ＰＤＣＣＨ品質、及び、オフセット値利用推定ＰＤＣＣＨ品質におけるＰＤＣＣＨの利用率は、Ｗ−ＣＱＩ流用ＰＤＣＣＨ品質におけるＰＤＣＣＨの利用率よりも、理想ＰＤＣＣＨ品質におけるＰＤＣＣＨの利用率に近い値となっている。

図１２は、理想ＰＤＣＣＨ品質、Ｗ−ＣＱＩ流用ＰＤＣＣＨ品質、算出式利用推定ＰＤＣＣＨ品質、及び、オフセット値利用推定ＰＤＣＣＨ品質のそれぞれにおける、ＡＬの分布を示す図である。図１２に示すように、算出式利用推定ＰＤＣＣＨ品質、及び、オフセット値利用推定ＰＤＣＣＨ品質におけるＡＬの分布は、Ｗ−ＣＱＩ流用ＰＤＣＣＨ品質におけるＡＬの分布よりも、ＡＬが小さい方へ移動しており、理想ＰＤＣＣＨ品質におけるＡＬの分布に近くなっている。

図１３は、理想ＰＤＣＣＨ品質、Ｗ−ＣＱＩ流用ＰＤＣＣＨ品質、算出式利用推定ＰＤＣＣＨ品質、及び、オフセット値利用推定ＰＤＣＣＨ品質のそれぞれにおける、ＰＤＣＣＨにＤＣＩが入りきらなかった率（上限超過率）を示す図である。図１３に示すように、算出式利用推定ＰＤＣＣＨ品質、及び、オフセット値利用推定ＰＤＣＣＨ品質における上限超過率は、Ｗ−ＣＱＩ流用ＰＤＣＣＨ品質における上限超過率よりも顕著に少なくなっており、理想ＰＤＣＣＨ品質における上限超過率に近い値となっている。

このように、本実施形態の無線通信システム１０では、無線基地局１Ａは、自セクタに対応する推定のＰＤＣＣＨの品質として、算出式利用推定ＰＤＣＣＨ品質や、オフセット値利用推定ＰＤＣＣＨ品質を求めることにより、従来のＷ−ＣＱＩ流用ＰＤＣＣＨ品質よりも、理想ＰＤＣＣＨ品質に近い推定値を取得することが可能となる。

（４）その他の実施形態
上記算出式利用推定ＰＤＣＣＨ品質、及び、オフセット値利用推定ＰＤＣＣＨ品質のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。

例えば、上述した実施形態では、セル３Ａ乃至３Ｃは、複数のセクタに分割されていたが、分割されていない場合にも、同様に本発明を適用することができる。この場合、無線基地局１Ａが提供する自セルであるセル３Ａに対応するＰＤＳＣＨ及びＰＤＣＣＨでは、自セルと周波数帯域が同一である他のセル（他セル）に対応するＰＤＣＣＨ及びＰＤＣＣＨの電力が干渉となる。無線基地局１Ａ内の制御部１０２は、当該干渉に応じて、上述した自セクタに対応する算出式利用推定ＰＤＣＣＨ品質及びオフセット値利用推定ＰＤＣＣＨ品質に代えて、自セルに対応する算出式利用推定ＰＤＣＣＨ品質及びオフセット値利用推定ＰＤＣＣＨ品質を求める。

このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。

本発明の通信制御方法は、無線リソースの品質を適切に推定することが可能であり、通信制御方法として有用である。

１Ａ〜１Ｃ…無線基地局、２Ａ〜２Ｃ…無線端末、３Ａ〜３Ｃ…セル、１０…無線通信システム、１０２…制御部、１０３…記憶部、１０４…有線通信部、１０５…受信部、１０６…送信部、１０７…アンテナ、１５２…Ｗ−ＣＱＩ受信処理部、１５４…ＰＤＣＣＨ利用率取得部、１５６…ＰＤＣＣＨ品質推定部

Claims

所定のセル又はセクタに対応する下り方向の無線リソースが、無線端末に対する最小割り当て単位であって、制御情報伝送用の無線リソースである制御情報チャネルとユーザデータ伝送用の無線リソースである共有データチャネルとにより構成されるリソースブロックに分割されているＬＴＥ（Long Term Evolution）の移動通信システムにて、前記無線端末との間で通信を行う無線基地局における通信制御方法であって、
前記無線基地局が、前記無線端末からの前記所定のセル又はセクタに対応する前記下り方向の所定の無線リソースに含まれる前記共有データチャネルの平均の品質を受信するステップと、
前記無線基地局が、前記所定のセル又はセクタに対応する前記制御情報チャネルの利用率を取得するステップと、
前記無線基地局が、前記共有データチャネルの平均の品質に前記制御情報チャネルの利用率の逆数を乗算して、前記無線端末における、前記所定のセル又はセクタに対応する前記制御情報チャネルの品質を推定するステップと
を備える通信制御方法。
前記所定のセル又はセクタに対応する前記共有データチャネルの全ての帯域と、前記所定のセル又はセクタ以外のセル又はセクタに対応する前記共有データチャネルの全ての帯域とが、ユーザデータの伝送に使用されている請求項１に記載の通信制御方法。
前記所定のセル又はセクタに対応する前記共有データチャネルの利用率と、前記所定のセル又はセクタ以外のセル又はセクタに対応する前記共有データチャネルの利用率とが同一であり、前記所定のセル又はセクタに対応する前記制御情報チャネルの利用率と、前記所定のセル又はセクタ以外のセル又はセクタに対応する前記制御情報チャネルの利用率とが同一である請求項１又は２に記載の通信制御方法。