JP5422211B2

JP5422211B2 - 無線通信システム、端末及び基地局

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Inventors: 倫太郎片山; 敬亮竹内; 知史山本; 幸樹上野
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Description

本発明は、ＯＦＤＭＡ（ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）を採用する通信方式であって、セルラ通信を実現する方式にかかわる無線通信システム、端末及び基地局に関する。

無線通信におけるユーザ多重方式として、ＯＦＤＭＡが多く採用されている。ＯＦＤＭＡでは、ＯＦＤＭ方式により用意される多数のサブキャリアを、いくつかずつ端末に割当てることにより、複数の端末による同時アクセスを実現している。ＯＦＤＭＡ方式では、データ送信を行う前に、データ通信に使用するサブキャリアの割当てを行う必要がある。例えば、ＯＦＤＭＡ方式を採用するセルラ無線システムにおいては、基地局がサブキャリアの割当てを決定し、サブキャリア割当て情報を専用の制御情報チャネルを通じて端末に通知する。

基地局から端末に向かう下りリンクでのデータ送信においては、まず、基地局が各端末へ送信するデータ量に応じて、各端末へのサブキャリアの割当てを行う。サブキャリア割当て情報は、データ送信と同時に、あるいはそれに先んじて、制御情報チャネルを通じて基地局から端末に通知しておく。基地局は、各端末に割当てたサブキャリアを使って、データを送信する。基地局からデータを受信する端末は、基地局が通知するサブキャリア割当て情報から、どのサブキャリアを使ってデータが送られてきたかを判別し、それに基づいてデータを受信する。

また、端末から基地局に向かう上りリンクでのデータ送信においては、まず、各端末がデータ送信要求や送信したいデータ量の情報を基地局に通知する。基地局は、端末からのデータ送信要求に基づき、各端末へのサブキャリアの割当てを行う。サブキャリア割当て情報は、制御情報チャネルを通じて基地局から端末に通知する。その後、各端末は、基地局が通知するサブキャリア割当て情報から、どのサブキャリアを使ってデータを送ればよいかを判別し、これに基づいてデータを送信する。基地局は、各端末に割当てたサブキャリアを使って、データを受信する。

このように、ＯＦＤＭＡでは、基地局が決定した各端末へのサブキャリア割当ての情報を、基地局と端末の間で共有することにより、送信データ量などに応じて適応的に帯域割当てを行うデータ通信を実現している。

ＯＦＤＭＡを用いるセルラ無線システムにおいては、同一の基地局と通信する端末同士には、通常、上記のような仕組みを用いて異なるサブキャリアを割当てるため、セル内干渉は問題とならない。むしろ、異なる基地局とそれぞれ通信する端末同士が同一のサブキャリアを割当てられたときに発生するセル間干渉が支配的である。このため、ＯＦＤＭＡシステムでは、セル間干渉を制御する仕組みが必要となる。
標準化団体３ＧＰＰでは、Ｅ−ＵＴＲＡ（ＥｖｏｌｖｅｄＵｎｉｖｅｒｓａｌＴｅｒｒｅｓｔｒｉａｌＲａｄｉｏＡｃｃｅｓｓ）およびＥ−ＵＴＲＡＮ（ＥｖｏｌｖｅｄＵｎｉｖｅｒｓａｌＴｅｒｒｅｓｔｒｉａｌＲａｄｉｏＡｃｃｅｓｓＮｅｔｗｏｒｋ）として、ＯＦＤＭＡおよびＳＣＦＤＭＡ（Ｓｉｎｇｌｅ−ｃａｒｒｉｅｒＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）を用いた無線通信システムが規格化されており、非特許文献１および２では、周波数スケジューリングによるセル間干渉制御方式が検討されている。
標準化団体３ＧＰＰ２では、ＵＭＢ（ＵｌｔｒａＭｏｂｉｌｅＢｒｏａｄｂａｎｄ）として、ＯＦＤＭＡを用いた無線通信システムが規格化されており、非特許文献３では、電力制御によるセル間干渉制御方式方法が定義されている。

３ＧＰＰＲ１−０７５０１４３ＧＰＰＲ１−０８１５９５３ＧＰＰ２Ｃ．Ｓ００８４−００２−０Ｖｅｒｓｉｏｎ３．０８．５．５．１．９Ｒ−ＯＤＣＨＰｏｗｅｒＣｏｎｔｒｏｌ

Ｅ−ＵＴＲＡおよびＥ−ＵＴＲＡＮでは、Ｘ２と呼ばれる基地局間の通信インタフェースを用いて、各基地局でのサブキャリア割当て情報や、送信電力の情報を基地局間で交換している。

Ｘ２では、ＲＢ（ＲｅｓｏｕｒｃｅＢｌｏｃｋ）と呼ばれるサブキャリア割当ての最小単位ごとに、下りリンクの送信電力の情報が送信される。この情報はＲＮＴＰ（ＲｅｌａｔｉｖｅＮａｒｒｏｗｂａｎｄＴｒａｎｓｍｉｔＰｏｗｅｒＩｎｄｉｃａｔｉｏｎ）と呼ばれる。各基地局は、隣接基地局から通知されるＲＮＴＰを利用して、どのサブキャリアにおいて隣接基地局の送信電力が大きいかを知ることができる。隣接基地局の送信電力が大きいサブキャリアにおいては、自局と通信する端末の受信干渉電力が大きい。また、セル中心に存在する端末よりも、セル端に存在する端末の方が、隣接基地局から近いため、受信干渉電力が大きくなる傾向にある。従って、基地局が、干渉の影響を受けやすいセル端の端末には隣接基地局の送信電力が小さいサブキャリアを割当て、干渉の影響を受けにくいセル中心の端末には隣接基地局の送信電力が大きいサブキャリアを割当てることにより、端末の受信干渉電力を一定以下に抑えることができる。

また、Ｘ２では、上りリンクのサブキャリア割当て情報が、ＨＩＩ（ＨｉｇｈＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅＩｎｄｉｃａｔｉｏｎ）として送信される。ＨＩＩは、セル端の端末に割当てられたＲＢの情報を含んでいる。一般に、ある基地局と隣接基地局のそれぞれのセル端に存在する端末同士は、互いに大きな干渉源となりうる。そこで、ＨＩＩで通知される情報を活用して、ある基地局においてセル端の端末に割当てるサブキャリアを決定する際に、隣接基地局でセル端の端末に割当てたサブキャリアを避けて選択すれば、セル端の端末同士の干渉を抑制することができる。

ところで、端末へのサブキャリア割当ては、物理パケットごと、あるいは物理パケットより細かい単位であるＨＡＲＱ（ＨｙｂｒｉｄＡｕｔｏｍａｔｉｃＲｅｐｅａｔＲｅｑｕｅｓｔ）サブパケットごとに行う。物理パケットの送信は、数ミリ秒〜十数ミリ秒程度で殆ど完了するから、ある基地局におけるサブキャリア割当ての状況も、数ミリ秒〜十数ミリ秒程度で変化していくと考えられる。ところが、Ｘ２インタフェースでの情報伝送には２０ミリ秒程度かかるため、ある基地局がＸ２で通知される隣接基地局の状況を鑑みてサブキャリア割当てを行う場合、隣接基地局のサブキャリア割当て状況の変動に追随できないおそれがある。

上記課題を解決するため、セル端の端末にはとびとびの（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ）周波数リソースを、セル中心の端末には連続した（Ｌｏｃａｌｉｚｅｄ）周波数リソースを割当てる。

下りリンクにおいては、セル端の端末に対しとびとびの周波数リソースを割当てる。サブキャリアごとの送信電力が異なれば、隣接基地局から受ける干渉電力の大きさは、周波数によって異なる。このとき、セル端の端末に対しとびとびの周波数リソースを割当てることにより、周波数あるいはサブキャリアによって干渉電力が異なるため周波数ダイバーシチの効果が得られる。

また、下りリンクで、ある基地局で送信電力の大きい周波数、例えばセル端の端末に割当てたサブキャリアにおいては、隣接基地局と通信する端末へ与える干渉が大きい。このとき、セル端の端末に対しとびとびの周波数リソースを割当てておくことで、特定の周波数帯域で送信電力が高いという状況を回避でき、隣接基地局配下の端末への与干渉が分散化される。従って、隣接基地局配下の端末が受ける干渉を抑圧することができる。

上りリンクにおいては、セル端の端末に対しとびとびの周波数リソースを割当てる。セル端の端末に割当てたサブキャリアにおいては、隣接基地局へ与える干渉が大きいが、セル端の端末に対しとびとびの周波数リソースを割当てておけば、特定の周波数帯域で隣接基地局での受信干渉電力が高いという状況を回避でき、与干渉が分散化される。また同時に、特定の周波数帯域で隣接基地局と通信する端末からの受信干渉電力が高い場合でも、セル端の端末に対しとびとびの周波数リソースを割当てておけば、周波数あるいはサブキャリアによって干渉電力が異なるため周波数ダイバーシチの効果が得られる。

上記の手法を用いれば、隣接基地局のサブキャリア割当て状況を気にする必要がなくなり、Ｘ２インタフェースで通知される情報によらず、各基地局で自律的なサブキャリア割当てを行うことができる。よって課題は解決される。

本発明によれば、隣接基地局での周波数使用状況の情報を用いることなく、各基地局で自律的なサブキャリア割当てを行うことができる。これにより、Ｘ２インタフェースで送信されるパラメータのような、長周期で通知される情報に依存することなく、各基地局のトラヒックや端末接続状況などに応じて、適応的にリソース割当てを行うことができる。

ＯＦＤＭＡ／ＳＣＦＤＭＡセルラ無線通信システムの構成図ＯＦＤＭＡ／ＳＣＦＤＭＡ方式を採用する基地局装置の構成図ＯＦＤＭＡ／ＳＣＦＤＭＡ方式を採用する端末装置の構成図下りリンクにおけるデータ通信の手順を示すシーケンス図上りリンクにおけるデータ通信の手順を示すシーケンス図Ｔｙｐｅ０によるＲＢ割当て例を示す図Ｔｙｐｅ１によるＲＢ割当て例を示す図Ｔｙｐｅ２によるＲＢ割当て例を示す図端末のエリア分類例を示す図本発明の第１の実施例におけるＲＢ割当て手順を示す図本発明の第１の実施例におけるＲＢ割当て例を示す図本発明の第２の実施例におけるＲＢ割当て手順を示す図本発明の第２の実施例におけるＲＢ割当て例を示す図本発明の第３の実施例におけるＲＢ割当て手順を示す図本発明の第３の実施例におけるＲＢ割当て例を示す図基地局のグルーピングの例を示す図端末がＴｙｐｅ０・Ｔｙｐｅ１の判定閾値付近に該当する場合を示す図本発明においてＴｙｐｅ０リソースが不足した場合のＲＢ割当て例を示す図本発明においてＴｙｐｅ１リソースが不足した場合のＲＢ割当て例を示す図上りリンクにおける分散リソースおよび集中リソースの割当て方法を示す図本発明の第４の実施例におけるＲＢ割当て手順を示す図本発明の第４の実施例におけるＲＢ割当て例を示す図上りリンクにおけるＦＨリソースおよびＦＳリソースの割当て方法を示す図本発明の第５の実施例におけるＲＢ割当て手順を示す図本発明の第５の実施例におけるＲＢ割当て例を示す図本発明の第６の実施例におけるＲＢ割当て手順を示す図本発明の第６の実施例におけるＲＢ割当て例を示す図本発明の第７の実施例におけるＲＢ割当て手順を示す図本発明の第７の実施例におけるＲＢ割当て例を示す図上りリンクにおいて基地局グループに応じた物理領域でのリソース配置の例を示す図本発明において集中リソースまたはＦＳリソースが不足した場合のＲＢ割当て例を示す図本発明において分散リソースまたはＦＨリソースが不足した場合のＲＢ割当て例を示す図

以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらは互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。

さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

本発明を適用するセルラ無線通信システムについて、Ｅ−ＵＴＲＡ／Ｅ−ＵＴＲＡＮを例として、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、ＯＦＤＭＡ／ＳＣＦＤＭＡ方式を採用するセルラ無線通信システムの構成例を示している。セルラ無線通信システムは、一般には、図１に示すように、複数の基地局と複数の端末から構成される。基地局１０１は、有線回線によって基地局制御装置１０３と接続され、さらに基地局制御装置１０３は、有線回線によってネットワーク１０４に接続する。端末１０２は無線によって基地局１０１に接続し、基地局制御装置１０３を介しネットワーク１０４と通信できる仕組みになっている。図１のシステムにおいて、基地局１０１がサブキャリアの割当てを行い、割当て情報を端末１０２に通知する。セル１０５は、基地局１０１と無線接続により端末１０２が通信可能な凡その範囲を示している。

ＯＦＤＭＡ／ＳＣＦＤＭＡ方式を実現する基地局装置および端末装置の構成の一例を、それぞれ図２および図３に示す。

基地局装置は、ベースバンド送信部、下りリンク制御部、ベースバンド受信部、上りリンク制御部、エリア決定部２２６、無線送受信回路２０２、送受信アンテナ２０１から成る。ベースバンド送信部は、送信ベースバンド信号を生成する機能を持ち、送信データの誤り訂正符号化やサブキャリア変調を行うデータ符号化・変調部２０８、ＨＡＲＱ再送のため符号語を保持するＨＡＲＱ送信バッファ２０７、サブキャリア電力の調整を行う電力調整部２０６、複数端末に送信する変調シンボルを周波数リソースの単位であるＲＢ（ＲｅｓｏｕｒｃｅＢｌｏｃｋ）にマッピングするデータＲＢマッピング部２０５、制御情報の符号化や変調を行う制御情報符号化・変調部２０９、データや制御情報をＯＦＤＭサブキャリア領域に配置するＯＦＤＭサブキャリアマッピング部２０４、ＩＦＦＴ（ＩｎｖｅｒｓｅＦａｓｔＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ）やＣＰ（ＣｙｃｌｉｃＰｒｅｆｉｘ）付加を行うＯＦＤＭ変調部２０３を含む。下りリンク制御部は、下りリンクにおけるデータ通信を制御する機能を持ち、各端末へ下りリンク送信用周波数リソース（ＲＢ）の割当てを行うＲＢ割当て制御部２１０、送信電力値を指示する電力制御部２１１、下りリンクのＨＡＲＱ再送制御を行うＨＡＲＱ再送制御部２１２、下りリンクで使用する符号化・変調方式を決定する符号化・変調制御部２１３、下りリンクでＨＡＲＱ再送を行うかどうかを判定する下り再送判定部２１４を含む。ベースバンド受信部は、受信ベースバンド信号からデータや制御情報を検出する機能を持ち、ＣＰ削除やＦＦＴ（ＦａｓｔＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ）、ＩＤＦＴ（ＩｎｖｅｒｓｅＤｉｓｃｒｅｔｅＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ）を行うＳＣＦＤＭＡ復調部２１５、復調したＳＣＦＤＭＡサブキャリア領域に配置されたデータや制御情報を取り出すＳＣＦＤＭＡサブキャリアデマッピング部２１６、ＲＢにマッピングされた変調シンボルを端末ごとに取り出すデータＲＢデマッピング部２１７、制御情報の復調や復号を行う制御情報復号・復調部２２１、受信したＨＡＲＱサブパケットを蓄えておくＨＡＲＱ受信バッファ２１８、データの復調や誤り訂正復号を行うデータ復号・復調部２１９、復号結果から誤り検出を行うＣＲＣ（ＣｙｃｌｉｃＲｅｄｕｎｄａｎｃｙＣｈｅｃｋ）チェック部２２０を含む。上りリンク制御部は、上りリンクにおけるデータ通信を制御する機能を持ち、各端末へ上りリンク送信用周波数リソース（ＲＢ）の割当てを行うＲＢ割当て制御部２２２、上りリンクのＨＡＲＱ再送制御を行うＨＡＲＱ再送制御部２２３、上りリンクで使用する符号化・変調方式を決定する符号化・変調制御部２２４、上りリンクでＨＡＲＱ再送を行うかどうかを判定する上り再送判定部２２５を含む。エリア決定部２２６は、各端末がセル端エリアに位置するか、セル中心エリアに位置するかを判定する。無線送受信回路２０２は、ベースバンド信号とＲＦ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号の変換や、電力増幅を行う。送受信アンテナ２０１は、ＲＦ信号の無線空間への送信および受信を行う。

本発明において、端末の属するエリアの決定は、制御情報復号・復調部２２１を通じて各端末から受信されるＲＳＲＰ（ＲｅｆｅｒｅｎｃｅＳｉｇｎａｌＲｅｃｅｉｖｅｄＰｏｗｅｒ）やＣＱＩ（ＣｈａｎｎｅｌＱｕａｌｉｔｙＩｎｄｉｃａｔｏｒ）に応じて、基地局のエリア決定部２２６において行われる。エリアの情報は電力制御部２１１やＲＢ割当て制御部２１０に通知され、それぞれにおいて下りリンクの送信電力配分、下りリンクのＲＢ割当てを行う際に使用される。また、エリアの情報は上りリンクのＲＢ割当て制御部２２２に通知され、上りリンクのＲＢ割当てを行う際に使用される。下りリンク、上りリンクにおけるＲＢ割当ての情報は、情報信号符号化・変調部２０９を通じて、各端末に通知される。さらに、端末が受信する信号のＳＮ比やデータ転送レートに関する情報を端末が基地局に通知して、その情報に基づいて下りリンクの送信電力配分、下りリンクのＲＢ割当て、及び上りリンクのＲＢ割当てを行うこともできる。これによって時々刻々と変化する伝搬路状態に対応した送信電力配分、ＲＢ割当てが実現される。

端末装置は、ベースバンド受信部、下りリンク制御部、上りリンク制御部、ベースバンド送信部、無線信号品質測定部３２６、無線送受信回路３０２、送受信アンテナ３０１から成る。ベースバンド受信部は、受信ベースバンド信号からデータや制御情報、報知情報を検出する機能を持ち、ＣＰ削除やＦＦＴを行うＯＦＤＭＡ復調部３０３、復調したＯＦＤＭＡサブキャリア領域に配置されたデータや制御情報を取り出すＯＦＤＭＡサブキャリアデマッピング部３０４、ＲＢにマッピングされた変調シンボルを取り出すデータＲＢデマッピング部３０５、制御情報の復調や復号を行う制御情報復号・復調部３０９、受信したＨＡＲＱサブパケットを蓄えておくＨＡＲＱ受信バッファ３０６、データの復調や誤り訂正復号を行うデータ復号・復調部３０７、復号結果から誤り検出を行うＣＲＣチェック部３０８を含む。下りリンク制御部は、下りリンクにおけるデータ通信を制御する機能を持ち、基地局から割当てられた下りリンク送信用周波数リソース（ＲＢ）をデータＲＢデマッピング部３０５に指示するＲＢ割当て制御部３１０、下りリンクのＨＡＲＱ再送制御を行うＨＡＲＱ再送制御部３１１、基地局から指定された下りリンクで使用する符号化・変調方式をデータ復号・復調部３０７に指示する符号化・変調制御部３１２、下りリンクでＨＡＲＱ再送要求を行うかどうかを判定する下り再送判定部３１３を含む。ベースバンド送信部は、送信ベースバンド信号を生成する機能を持ち、送信データの誤り訂正符号化やサブキャリア変調を行うデータ符号化・変調部３１９、ＨＡＲＱ再送のため符号語を保持するＨＡＲＱ送信バッファ３１８、送信電力の調整を行う電力調整部３１７、基地局に送信する変調シンボルをＲＢにマッピングするデータＲＢマッピング部３１６、制御情報の符号化や変調を行う制御情報符号化・変調部３２０、データや制御情報をＳＣＦＤＭＡサブキャリア領域に配置するＳＣＦＤＭＡサブキャリアマッピング部３１５、ＤＦＴ（ＤｉｓｃｒｅｔｅＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ）やＩＦＦＴ、ＣＰ付加を行うＳＣＦＤＭＡ変調部３１４を含む。上りリンク制御部は、上りリンクにおけるデータ通信を制御する機能を持ち、基地局から通知される上りリンク送信用周波数リソース（ＲＢ）をデータＲＢマッピング部３１６に指示するＲＢ割当て制御部３２１、基地局から通知される電力制御コマンドなどに応じて送信電力を制御する電力制御部３２２、上りリンクのＨＡＲＱ再送制御を行うＨＡＲＱ再送制御部３２３、基地局が指定する上りリンクで使用する符号化・変調方式をデータ符号化・変調部３１９に指示する符号化・変調制御部３２４、上りリンクでＨＡＲＱ再送を行うかどうかを判定する上り再送判定部３２５を含む。無線信号品質測定部３２６は、受信信号電力から、基地局から端末までの距離を示す指標となるＲＳＲＰ（ＲｅｆｅｒｅｎｃｅＳｉｇｎａｌＲｅｃｅｉｖｅｄＰｏｗｅｒ）や下りリンクの伝搬路品質の指標となるＣＱＩを決定する。これらの信号品質の指標は、制御情報符号化・変調部３２０で符号化・変調され、ＳＣＦＤＭＡサブキャリアマッピング３１５、ＳＣＦＤＭＡ変調部３１４を通じてＳＣＦＤＭＡ信号として基地局に送信される。このＲＳＲＰに基づいて、基地局のエリア決定部２２６が各端末がセル端エリアに位置するか、セル中心エリアに位置するかを判定する。無線送受信回路３０２は、ベースバンド信号とＲＦ信号の変換や、電力増幅を行う。送受信アンテナ３０１は、ＲＦ信号の無線空間への送信および受信を行う。

本発明において、基地局が決定したＲＢ割当ての情報は、制御情報復号・復調部３０９を通じて通知される。下りリンクのＲＢ割当ての情報は、ＲＢ割当て制御部３１０を通じて下りリンクのデータ受信の際に使用される。上りリンクのＲＢ割当て情報は、ＲＢ割当て制御部３２１を通じて上りリンクのデータ送信の際に使用される。

図４は、下りリンクのデータ通信において、ＲＢ割当て情報を基地局１０１から端末１０２に通知する手順の一例を示している。基地局１０１は、シーケンス４０１において、ＲＳ（ＲｅｆｅｒｅｎｃｅＳｉｇｎａｌ）と呼ばれる参照信号を送信する。端末１０２はＲＳの受信電力を測定しており、測定結果をシーケンス４０２において信号品質をＲＳＲＰやＣＱＩとして基地局１０１に送信する。基地局１０１は、各端末から収集したＲＳＲＰの情報を元に、端末を基地局からの距離に応じたエリアに分類する。以下ではセル端のエリアおよびセル中心のエリアの２つのエリアを仮定するが、３つ以上のエリアを用意しても良い。基地局１０１は、端末が所属するエリアなどに応じてＲＢ割当てを決定し、シーケンス４０３において、ＰＤＣＣＨ（ＰｈｙｓｉｃａｌＤｏｗｎｌｉｎｋＣｏｎｔｒｏｌＣｈａｎｎｅｌ）を通じてＲＢ割当て情報を端末１０２に送信する。同時に、基地局１０１はシーケンス４０３において、ＰＤＳＣＨ（ＰｈｙｓｉｃａｌＤｏｗｎｌｉｎｋＳｈａｒｅｄＣｈａｎｎｅｌ）を通じてデータを送信する。端末１０２は、シーケンス４０３で受信したＲＢ割当て情報を用いてデータを復号する。シーケンス４０４において、端末１０２は復号結果をＰＵＣＣＨ（ＰｈｙｓｉｃａｌＵｐｌｉｎｋＣｏｎｔｒｏｌＣｈａｎｎｅｌ）を通じて基地局１０１に送信する。図４の例では復号に失敗したためＮＡＫ（Ｎａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）を送信している。基地局１０１は、ＮＡＫを受けたパケットについて、シーケンス４０５においてＨＡＲＱ再送を行う。端末１０２が復号に成功すると、シーケンス４０６のようにＡＣＫ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）を基地局１０１に送信する。

図５は、上りリンクのデータ通信において、ＲＢ割当て情報を基地局１０１から端末１０２に通知する手順の一例を示している。基地局１０１は、シーケンス５０１において、ＲＳと呼ばれる参照信号を送信する。端末１０２はＲＳの受信電力を測定しており、測定結果をシーケンス５０２においてＲＳＲＰとして基地局１０１に送信する。基地局１０１は、各端末から収集したＲＳＲＰの情報を元に、端末を基地局からの距離に応じたエリアに分類する。なお、エリア決定の処理は下りリンクの場合と同様であり、上りリンクと下りリンクで処理を共通化しても良い。端末１０２は、シーケンス５０３においてＳＲ（ＳｃｈｅｄｕｌｉｎｇＲｅｑｕｅｓｔ）により、基地局１０１に対し周波数リソースの割当てを要求する。すでに端末１０２に周波数リソースが割当てられている場合は、ＢＳＲ（ＢｕｆｆｅｒＳｔａｔｕｓＲｅｐｏｒｔ）により、送信を希望するデータ量を基地局１０１に通知する場合もある。周波数リソース割当て要求を受けた基地局１０１は、端末が所属するエリアなどに応じてＲＢ割当てを決定し、シーケンス５０４において、ＰＤＣＣＨを通じてＲＢ割当て情報を端末１０２に送信する。端末１０２は、割当てられたＲＢを使用して、シーケンス５０５において、ＰＵＳＣＨ（ＰｈｙｓｉｃａｌＵｐｌｉｎｋＳｈａｒｅｄＣｈａｎｎｅｌ）を通じてデータを送信する。基地局１０１は、データの復号結果に応じて、ＰＨＩＣＨ（ＰｈｙｓｉｃａｌＨＡＲＱＩｎｄｉｃａｔｏｒＣｈａｎｎｅｌ）を通じて端末１０２にＡＣＫまたはＮＡＫを送信する。端末１０２は、基地局から通知される復号結果などの情報に従い、必要に応じてデータの再送を行う。

図６〜図８は、Ｅ−ＵＴＲＡにおけるＲＢ割当ての例を示している。Ｅ−ＵＴＲＡでは、Ｔｙｐｅ０、Ｔｙｐｅ１、Ｔｙｐｅ２というＲＢ割当て方式が規定されており、これらはＰＤＣＣＨで基地局から端末に通知するＲＢ割当て情報のフォーマットが異なる。図６〜図８を用いて、下りリンクの各ＲＢ割当て方式について説明する。

図６は、Ｔｙｐｅ０と呼ばれるＲＢ割当て方式を示している。Ｔｙｐｅ０では、いくつかの連続したＲＢが束ねられたＲＢＧ（ＲｅｓｏｕｒｃｅＢｌｏｃｋＧｒｏｕｐ）が構成される。Ｔｙｐｅ０は、ＲＢＧを周波数リソース割当ての最小単位とし、ビットマップ方式で基地局から端末に割当てを指定する。つまり、各端末に対してＲＢＧ毎に割当てる、または割当てないということを指定することができる。Ｔｙｐｅ０は、周波数領域で連続した（Ｌｏｃａｌｉｚｅｄ）周波数リソースを割当てるのに適している。但し、必ずしも連続した周波数リソースを割当てる必要はなく、図６のＵＥ３のように、周波数領域で離れたリソースを割当てることもできる。

図７は、Ｔｙｐｅ１と呼ばれるＲＢ割当て方式を示している。Ｔｙｐｅ１では、いくつかのＲＢＧを束ねてＲＢＧＳｕｂｓｅｔを構成する。通常ＲＢＧＳｕｂｓｅｔは、図７のように周波数領域で連続しないＲＢＧの組合せによって構成する。ある端末に周波数リソースを割当てるとき、基地局は端末にＲＢＧＳｕｂｓｅｔのＩＤと、ＲＢＧＳｕｂｓｅｔ内のＲＢを指定する。ＲＢＧＳｕｂｓｅｔ内のＲＢの割当ては、ビットマップ方式で行われる。例えば、図７の端末ＵＥ１に対しては、ＲＢＧＳｕｂｓｅｔのＩＤとして「０」が指定される。そして、図７において太枠で示したＩＤ＝０のＲＢＧＳｕｂｓｅｔ内のＲＢを、端末ＵＥ１に割当てることができる。Ｔｙｐｅ１は、周波数領域で分散した（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ）周波数リソースを割当てるのに適している。

図８は、Ｔｙｐｅ２と呼ばれるＲＢ割当て方式を示している。Ｔｙｐｅ２では、連続したＲＢを割当てる。Ｔｙｐｅ２では、基地局は端末に割当てる連続ＲＢの開始ＲＢのＩＤと、割当てＲＢの個数を指定する。Ｔｙｐｅ０と異なり、Ｔｙｐｅ２における割当ての最小単位はＲＢであるが、Ｔｙｐｅ２では必ず連続したＲＢを割当てる。

Ｅ−ＵＴＲＡでは、下りリンクにおいてはＴｙｐｅ０〜２のＲＢ割当て方法が用意されているが、上りリンクではＴｙｐｅ２のみが用意されている。上りリンクでは、Ｔｙｐｅ２において周波数ホッピングを行うか行わないかを選択可能である。

本発明を適用する第１の実施例について説明する。第１の実施例では、下りリンクにおいて、セル端の端末が受ける隣接基地局からの干渉電力をＲＢによって変化させることにより干渉を分散させるため、さらには、隣接基地局と通信する端末に与える干渉を周波数領域で分散させるため、セル端の端末に対し、Ｔｙｐｅ１によるリソース割当てを行う。

図９は、端末のエリア分類の例について示している。図９では、基地局ｅＮＢ１と通信する端末については、端末ＵＥ１がセル中心エリア（エリア１）に、端末ＵＥ２がセル端エリア（エリア２）に分類されている。また、基地局ｅＮＢ２と通信する端末については、端末ＵＥ３がセル中心エリア（エリア１）に、端末ＵＥ４がセル端エリア（エリア２）に分類されている。以下では、図９のような端末のエリア分類を仮定して説明する。

図１０は、本実施例における基地局でのＲＢ割当て手順を示している。まず、ＲＢ割当てを行う基地局と通信する端末を、複数のエリアに分類する。図１０の例では、端末から通知されるＲＳＲＰが予め決められた閾値以上であれば、基地局から端末までの距離が近いと判断しこの端末をセル中心エリアに、閾値未満であれば基地局からの距離が遠いと判断しセル端エリアに分類する。次に、システムで利用可能な周波数リソースを、セル端エリアの端末に割当てるリソース（Ｔｙｐｅ１リソース）とセル中心エリアの端末に割当てるリソース（Ｔｙｐｅ０リソース）に分割する。リソースの分割は、Ｔｙｐｅ１リソースとしてＲＢＧＳｕｂｓｅｔを１つないし複数予約することにより行う。次に、各端末のエリアに基づきＴｙｐｅ０もしくはＴｙｐｅ１によりリソース割当てを行う。端末がセル端エリアに所属する場合、隣接基地局から受信する干渉が大きいと判断して、この端末にＴｙｐｅ１によりＴｙｐｅ１リソースの中からＲＢを割当てる。Ｔｙｐｅ１リソースがすでに他の端末に割当てられており不足した場合は、図１０のようにＴｙｐｅ０リソースを割当ててもよいし、あるいは与干渉を回避するためＲＢを割当てなくてもよい。端末がセル中心エリアに所属する場合、隣接基地局から受信する干渉が小さいと判断して、この端末にＴｙｐｅ０によりＲＢを割当てる。セル中心エリアの端末は隣接基地局からの干渉は小さいから、Ｔｙｐｅ０とＴｙｐｅ１のどちらを割当ててもよいとし、Ｔｙｐｅ１リソースがすでに他の端末に割当てられており不足した場合は、図１０のようにＴｙｐｅ１リソースを割当てることもできる。あるいは、ＲＢを割当てずにＴｙｐｅ１リソースを空けておいてもよい。なお、Ｔｙｐｅ０リソースにおいて連続したＲＢの割当てを行う場合、Ｔｙｐｅ１ではなくＴｙｐｅ２を使用してもよい。

図１１は、本実施例における基地局ｅＮＢ１でのＲＢ割当て結果の例を示している。図１１では、端末ＵＥ１はセル中心エリアに所属するためＴｙｐｅ０により、また端末ＵＥ２はセル端エリアに所属するためＴｙｐｅ１により、それぞれＲＢを割当てられている。図１１では、ＩＤ＝０のＲＢＧＳｕｂｓｅｔがセル端エリアの端末用に予約されており、ＵＥ２は予約されたＲＢＧＳｕｂｓｅｔ内において、ＲＢを割当てられている。ＵＥ１は、予約されているＩＤ＝０のＲＢＧＳｕｂｓｅｔ以外のＲＢの中から、Ｔｙｐｅ０によりＲＢＧ単位でリソースを割当てられている。

本発明を適用する第２の実施例について説明する。第２の実施例では、下りリンクにおいて、送信電力の大きいＲＢにおける与干渉を分散させるため、ＲＢ当たり送信電力が一定以上の端末に対し、Ｔｙｐｅ１によるリソース割当てを行う。

図１２は、本実施例における基地局でのＲＢ割当て手順を示している。まず、システムで利用可能な周波数リソースを、ＲＢ当たり送信電力の大きい端末に割当てるリソース（Ｔｙｐｅ１リソース）と小さい端末に割当てるリソース（Ｔｙｐｅ０リソース）に分割する。リソースの分割は、Ｔｙｐｅ１リソースとしてＲＢＧＳｕｂｓｅｔを１つないし複数予約することにより行う。次に、各端末のＲＢ当たり送信電力に基づきＴｙｐｅ０もしくはＴｙｐｅ１によりリソース割当てを行う。端末のＲＢ当たりの送信電力が予め設定した閾値以上の場合、与干渉が大きいと判断して、この端末にＴｙｐｅ１によりＴｙｐｅ１リソースの中からＲＢを割当てる。Ｔｙｐｅ１リソースがすでに他の端末に割当てられており不足した場合は、与干渉回避のため図１２のようにＲＢを割当てなくてもよいし、Ｔｙｐｅ０リソースを割当ててもよい。端末のＲＢ当たりの送信電力があらかじめ設定した閾値未満の場合、与干渉が小さいと判断して、この端末にＴｙｐｅ０によりＲＢを割当てる。Ｔｙｐｅ１リソースがすでに他の端末に割当てられており不足した場合は、図１２のようにＴｙｐｅ１リソースを割当ててもよいし、ＲＢを割当てずにＴｙｐｅ１リソースを空けておいてもよい。なお、Ｔｙｐｅ０リソースにおいて連続したＲＢの割当てを行う場合、Ｔｙｐｅ１ではなくＴｙｐｅ２を使用してもよい。

図１３は、本実施例におけるＲＢ割当て結果の例を示している。図１３では、端末ＵＥ２はＲＢ当たり送信電力が大きいと判定されたためＴｙｐｅ１により、また端末ＵＥ１はＲＢ当たり送信電力が小さいと判定されたためＴｙｐｅ０により、それぞれＲＢを割当てられている。図１３では、ＩＤ＝０のＲＢＧＳｕｂｓｅｔがＴｙｐｅ１用に予約されており、ＵＥ２は予約されたＲＢＧＳｕｂｓｅｔ内において、ＲＢを割当てられている。ＵＥ１は、予約されているＩＤ＝０のＲＢＧＳｕｂｓｅｔ以外のＲＢの中から、Ｔｙｐｅ０によりＲＢＧ単位でリソースを割当てられている。

本発明を適用する第３の実施例について説明する。第３の実施例では、下りリンクにおいて、セル端の端末の通信品質を安定させるため、セル端の端末に対し通信品質を安定させやすいＴｙｐｅ１によるリソース割当てを行う。

以下では、図９のような端末のエリア分類を仮定して説明する。

図１４は、本実施例における基地局でのＲＢ割当て手順を示している。まず、ＲＢ割当てを行う基地局と通信する端末を、複数のエリアに分類する。図１４の例では、端末から通知されるＲＳＲＰが予め決められた閾値以上であれば、基地局から端末までの距離が近いと判断しこの端末をセル中心エリアに、閾値未満であれば基地局からの距離が遠いと判断しセル端エリアに分類する。次に、システムで利用可能な周波数リソースを、セル端エリアの端末に割当てるリソース（Ｔｙｐｅ１リソース）とセル中心エリアの端末に割当てるリソース（Ｔｙｐｅ０リソース）に分割する。リソースの分割は、Ｔｙｐｅ１リソースとしてＲＢＧＳｕｂｓｅｔを１つないし複数予約することにより行う。次に、各端末のエリアに基づきＴｙｐｅ０もしくはＴｙｐｅ１によりリソース割当てを行う。端末がセル端エリアに所属する場合、隣接基地局から受信する干渉が大きいと判断して、この端末にＴｙｐｅ１によりＴｙｐｅ１リソースの中からＲＢを割当てる。Ｔｙｐｅ１リソースがすでに他の端末に割当てられており不足した場合は、図１４のようにＴｙｐｅ０リソースを割当ててもよいし、あるいはＲＢを割当てなくてもよい。端末がセル中心エリアに所属する場合、隣接基地局から受信する干渉が小さいと判断して、この端末にＴｙｐｅ０によりＲＢを割当てる。Ｔｙｐｅ１リソースがすでに他の端末に割当てられており不足した場合は、図１４のようにＴｙｐｅ１リソースを割当ててもよいし、ＲＢを割当てなくてもよい。なお、Ｔｙｐｅ０リソースにおいて連続したＲＢの割当てを行う場合、Ｔｙｐｅ１ではなくＴｙｐｅ２を使用してもよい。

図１５は、本実施例における基地局ｅＮＢ１でのＲＢ割当て結果の例を示している。図１５では、端末ＵＥ１はセル中心エリアに所属するためＴｙｐｅ０により、また端末ＵＥ２はセル端エリアに所属するためＴｙｐｅ１により、それぞれＲＢを割当てられている。図１５では、ＩＤ＝０のＲＢＧＳｕｂｓｅｔがＴｙｐｅ１用に予約されており、ＵＥ２は予約されたＲＢＧＳｕｂｓｅｔ内において、ＲＢを割当てられている。ＵＥ１は、予約されているＩＤ＝０のＲＢＧＳｕｂｓｅｔ以外のＲＢの中から、Ｔｙｐｅ０によりＲＢＧ単位でリソースを割当てられている。

第１〜第３の実施例では、基地局においてＴｙｐｅ１リソースとしてＩＤ＝０のＲＢＧＳｕｂｓｅｔを予約すると仮定して説明した。このとき、予約するＲＢＧＳｕｂｓｅｔを隣接基地局間で変えておくことにより、隣接基地局間でセル端の端末が使用する周波数が一致することを回避し、さらに干渉の影響を低減することが可能である。
これを実現するには、例えば、セル設計の際に予め図１６に示すような予約するＲＢＧＳｕｂｓｅｔのパターンを決めておく。図１６では、基地局グループｅＮＢ−α、ｅＮＢ−β、ｅＮＢ−γに、Ｔｙｐｅ１のリソースとしてそれぞれＩＤ＝０、ＩＤ＝１、ＩＤ＝２のＲＢＧＳｕｂｓｅｔをＴｙｐｅ１リソースとして予約している。

あるいは、Ｔｙｐｅ１リソースとして予約するＲＢＧＳｕｂｓｅｔを、基地局固有のＩＤであるＰｈｙｓｉｃａｌＣｅｌｌＩＤに応じて決めてもよいし、ランダムに決めても良い。さらには、周辺基地局から通知されるＲＮＴＰの情報を参考にし、Ｔｙｐｅ１リソースとして予約するＲＢＧＳｕｂｓｅｔを動的に変化させてもよい。

第１〜第３の実施例は、Ｔｙｐｅ１リソースとして１つまたは複数のＲＢＧＳｕｂｓｅｔを予約する方法について説明した。しかしながら、このように予めある一定量のリソースを特定の端末グループに対して予約する方法では、予約したリソースが不足してしまう場合がある。

端末が対応するＴｙｐｅのリソースが不足する場合は、第１〜第３の実施例ですでに説明したように、別のＴｙｐｅのリソースを割当ててもよい。

あるいは、端末を分類する際に閾値付近に該当する場合、この端末については、どのＴｙｐｅのリソースを割当ててもよいものとし、空いているほうのＴｙｐｅを優先して割当てる。ここで、閾値付近に該当する端末とは、図１７に示すように、第１および第３の実施例では、ＲＳＲＰがセル端エリアかセル中心エリアかを判定する閾値に近い端末であり、第２の実施例では、ＲＢ当たり送信電力がＴｙｐｅ０かＴｙｐｅ１かを判定する閾値に近い端末を指す。各端末が閾値付近の範囲に該当するか否かについては、予め範囲を決めておいても良いし、一方のＴｙｐｅのリソースが不足した場合に、閾値に近い端末から順に空いているＴｙｐｅのリソースを割当ててもよい。

閾値付近に該当する端末について、任意のＴｙｐｅを割当てる方法を、図１８および図１９を用いて説明する。以下では、端末ＵＥ１に対してＴｙｐｅ０を、端末ＵＥ２に対してＴｙｐｅ１を使ってＲＢを割当てるとする。また、端末ＵＥ３は、閾値付近に該当する端末とする。図１８は、Ｔｙｐｅ０リソースが不足している場合のＲＢ割当ての例を示している。端末ＵＥ３は、リソースが充分余っているＴｙｐｅ１を使って、ＲＢＧを割当てられている。一方、図１９は、Ｔｙｐｅ１リソースが不足している場合のＲＢ割当ての例を示している。端末ＵＥ３は、リソースが充分余っているＴｙｐｅ０を使って、ＲＢを割当てられている。

上記で説明したような方法により、予約した周波数リソースの不足を解消し、各Ｔｙｐｅの端末グループのトラヒック量の変動による、所要リソース量の変化にも柔軟に対応することができる。

本発明を適用する第４の実施例について説明する。第４の実施例では、上りリンクにおいて、セル端の端末が受ける隣接基地局と通信する端末からの干渉電力をＲＢによって変化させることにより干渉を分散させるため、さらには、隣接基地局に与える干渉を周波数領域で分散させるため、セル端の端末に対し、分散した周波数リソース割当てを行う。

上りリンクでは、Ｔｙｐｅ２により連続したＲＢを割当てる。本実施例における分散した（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ）ＲＢの割当て、集中的な（Ｌｏｃａｌｉｚｅｄ）ＲＢの割当てについて、図２０を用いて説明する。ＲＢの割当ては論理領域において行い、各端末に対し連続した論理ＲＢを割当てるものとする。まず、論理的な周波数リソース領域を、分散リソース領域と集中リソース領域に分割する。セル端エリアの端末に対しては分散リソース領域で連続な論理ＲＢを割当て、これをパーミュテーションし、とびとびの物理ＲＢにマッピングする。一方、セル中心エリアの端末に対しては集中リソース領域で連続な論理ＲＢを割当て、パーミュテーションは行わずに連続した物理ＲＢにマッピングする。図２０の例では、物理領域における分散リソース領域と集中リソース領域の分割方法は、論理領域と共通としたが、必ずしも共通である必要はない。

図２１は、本実施例における基地局でのＲＢ割当て手順を示している。まず、ＲＢ割当てを行う基地局と通信する端末を、複数のエリアに分類する。図２１の例では、端末から通知されるＲＳＲＰが予め決められた閾値以上であれば、基地局から端末までの距離が近いと判断しこの端末をセル中心エリアに、閾値未満であれば基地局からの距離が遠いと判断しセル端エリアに分類する。次に、システムで利用可能な周波数リソースを、すでに説明した方法で分散リソース領域と集中リソース領域に分割する。次に、各端末のエリアに基づき分散リソース領域もしくは集中リソース領域において論理ＲＢの割当てを行う。端末がセル端エリアに所属する場合、隣接基地局から受信する干渉が大きいと判断して、この端末にＴｙｐｅ２により分散リソース領域の中から論理ＲＢを割当てる。分散リソース領域がすでに他の端末に割当てられており不足した場合は、図２１のように集中リソース領域で論理ＲＢを割当ててもよいし、あるいは論理ＲＢを割当てなくてもよい。端末がセル中心エリアに所属する場合、隣接基地局から受信する干渉が小さいと判断して、この端末に集中リソース領域において論理ＲＢを割当てる。集中リソース領域がすでに他の端末に割当てられており不足した場合は、図２１のように分散リソース領域で論理ＲＢを割当ててもよいし、論理ＲＢを割当てなくてもよい。なお、どちらかのリソース領域で周波数リソースが不足した場合、連続した論理ＲＢを割当てる限り、２つのリソース領域を跨る論理ＲＢを割当てることも可能である。

図２２は、本実施例における図９の基地局ｅＮＢ１でのＲＢ割当て結果の例を示している。図２２では、端末ＵＥ１はセル中心エリアに所属するため集中リソース領域において、また端末ＵＥ２はセル端エリアに所属するため分散リソース領域において、それぞれ論理ＲＢを割当てられている。端末ＵＥ１に割当てられた論理ＲＢは、パーミュテーションされずに連続した物理ＲＢにマッピングされる。端末ＵＥ２に割当てられた論理ＲＢは、パーミュテーションされ、とびとびの物理ＲＢにマッピングされる。

本発明を適用する第５の実施例について説明する。第５の実施例では、上りリンクにおいて、セル端の端末が受ける隣接基地局と通信する端末からの干渉電力をＲＢによって変化させることにより干渉を分散させるため、さらには、隣接基地局に与える干渉を周波数領域で分散させるため、セル端の端末に対して割当てたＲＢの周波数ホッピングを行う。

上りリンクでは、Ｔｙｐｅ２により連続した論理ＲＢの割当てを行う。本実施例における周波数ホッピング（ＦＨ：ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＨｏｐｐｉｎｇ）を行うＲＢの割当て、周波数ホッピングを行わない周波数選択性（ＦＳ：ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＳｅｌｅｃｔｉｖｅ）ＲＢの割当てについて、図２３を用いて説明する。ＲＢの割当ては論理領域において行い、各端末に対し連続した論理ＲＢを割当てるものとする。まず、論理的な周波数リソース領域を、ＦＨリソース領域とＦＳリソース領域に分割する。セル端エリアの端末に対してはＦＨリソース領域で連続な論理ＲＢを割当てる。ＦＨリソース領域の論理ＲＢは、ＦＨリソース領域の物理ＲＢにマッピングされる。図２３の（１）、（２）、…はタイムスロットあるいはサブフレームといった周波数ホッピングを行う時間単位を表しており、ＦＨリソース領域の物理ＲＢは、時間に応じて領域内で周波数ホッピングを行う。一方、セル中心エリアの端末に対してはＦＳリソース領域で連続な論理ＲＢを割当てる。ＦＳリソース領域の論理ＲＢは、ＦＳリソース領域の物理ＲＢにマッピングされる。ＦＳリソース領域の物理ＲＢに対しては、ホッピングは行われない。図２３の例では、物理領域におけるＦＨリソース領域とＦＳリソース領域の分割方法は、論理領域と共通としたが、必ずしも共通である必要はない。

図２４は、本実施例における基地局でのＲＢ割当て手順を示している。まず、ＲＢ割当てを行う基地局と通信する端末を、複数のエリアに分類する。図２４の例では、端末から通知されるＲＳＲＰが予め決められた閾値以上であれば、基地局から端末までの距離が近いと判断しこの端末をセル中心エリアに、閾値未満であれば基地局からの距離が遠いと判断しセル端エリアに分類する。次に、システムで利用可能な周波数リソースを、すでに説明した方法でＦＨリソース領域とＦＳリソース領域に分割する。次に、各端末のエリアに基づきＦＨリソース領域もしくはＦＳリソース領域において論理ＲＢの割当てを行う。端末がセル端エリアに所属する場合、隣接基地局から受信する干渉が大きいと判断して、この端末にＴｙｐｅ２によりＦＨリソース領域の中から論理ＲＢを割当てる。ＦＨリソース領域がすでに他の端末に割当てられており不足した場合は、図２４のようにＦＳリソース領域で論理ＲＢを割当ててもよいし、あるいは論理ＲＢを割当てなくてもよい。端末がセル中心エリアに所属する場合、隣接基地局から受信する干渉が小さいと判断して、この端末にＦＳリソース領域において論理ＲＢを割当てる。ＦＳリソース領域がすでに他の端末に割当てられており不足した場合は、図２４のようにＦＨリソース領域で論理ＲＢを割当ててもよいし、論理ＲＢを割当てなくてもよい。なお、どちらかのリソース領域で周波数リソースが不足した場合、連続した論理ＲＢを割当てる限り、２つのリソース領域を跨る論理ＲＢを割当てることも可能である。

図２５は、本実施例における図９の基地局ｅＮＢ１でのＲＢ割当て結果の例を示している。図２５では、端末ＵＥ１はセル中心エリアに所属するためＦＳリソース領域において、また端末ＵＥ２はセル端エリアに所属するためＦＨリソース領域において、それぞれ論理ＲＢを割当てられている。端末ＵＥ１に割当てられた論理ＲＢは、周波数ホッピングを行わない、連続した物理ＲＢにマッピングされる。端末ＵＥ２に割当てられた論理ＲＢは、周波数ホッピングを行う物理ＲＢにマッピングされる。

本発明を適用する第６の実施例について説明する。第６の実施例では、上りリンクにおいて、セル端の端末の通信品質を安定させるため、セル端の端末に対し通信品質を安定させやすい分散リソース領域のＲＢを割当てる。

上りリンクでは、Ｔｙｐｅ２により連続したＲＢを割当てる。本実施例における分散した（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ）ＲＢの割当て、集中的な（Ｌｏｃａｌｉｚｅｄ）ＲＢの割当ては、第４の実施例と同様に図２０のように行われる。ＲＢの割当ては論理領域において行い、連続した論理ＲＢを割当てるものとする。まず、論理的な周波数リソース領域を、分散リソース領域と集中リソース領域に分割する。セル端エリアの端末に対しては分散リソース領域で連続な論理ＲＢを割当て、これをパーミュテーションし、とびとびの物理ＲＢにマッピングする。一方、セル中心エリアの端末に対しては集中リソース領域で連続な論理ＲＢを割当て、パーミュテーションは行わずに連続した物理ＲＢにマッピングする。図２０の例では、物理領域における分散リソース領域と集中リソース領域の分割方法は、論理領域と共通としているが、必ずしも共通である必要はない。

図２６は、本実施例における基地局でのＲＢ割当て手順を示している。まず、ＲＢ割当てを行う基地局と通信する端末を、複数のエリアに分類する。図２６の例では、端末から通知されるＲＳＲＰが予め決められた閾値以上であれば、基地局から端末までの距離が近いと判断しこの端末をセル中心エリアに、閾値未満であれば基地局からの距離が遠いと判断しセル端エリアに分類する。次に、システムで利用可能な周波数リソースを、すでに説明した方法で分散リソース領域と集中リソース領域に分割する。次に、各端末のエリアに基づき分散リソース領域もしくは集中リソース領域において論理ＲＢの割当てを行う。端末がセル端エリアに所属する場合、隣接基地局から受信する干渉が大きいと判断して、この端末にＴｙｐｅ２により分散リソース領域の中から論理ＲＢを割当てる。分散リソース領域がすでに他の端末に割当てられており不足した場合は、図２６のように集中リソース領域で論理ＲＢを割当ててもよいし、あるいは論理ＲＢを割当てなくてもよい。端末がセル中心エリアに所属する場合、隣接基地局から受信する干渉が小さいと判断して、この端末に集中リソース領域において論理ＲＢを割当てる。集中リソース領域がすでに他の端末に割当てられており不足した場合は、図２６のように分散リソース領域で論理ＲＢを割当ててもよいし、論理ＲＢを割当てなくてもよい。なお、どちらかのリソース領域で周波数リソースが不足した場合、連続した論理ＲＢを割当てる限り、２つのリソース領域を跨る論理ＲＢを割当てることも可能である。

図２７は、本実施例における図９の基地局ｅＮＢ１でのＲＢ割当て結果の例を示している。図２７では、端末ＵＥ１はセル中心エリアに所属するため集中リソース領域において、また端末ＵＥ２はセル端エリアに所属するため、通信品質を安定させるため分散リソース領域において、それぞれ論理ＲＢを割当てられている。端末ＵＥ１に割当てられた論理ＲＢは、パーミュテーションされずに連続した物理ＲＢにマッピングされる。端末ＵＥ２に割当てられた論理ＲＢは、パーミュテーションされ、とびとびの物理ＲＢにマッピングされる。

本発明を適用する第７の実施例について説明する。第７の実施例では、上りリンクにおいて、セル端の端末の通信品質を安定させるため、セル端の端末に対して割当てたＲＢの周波数ホッピングを行う。

上りリンクでは、Ｔｙｐｅ２により連続した論理ＲＢの割当てを行う。本実施例における周波数ホッピング（ＦＨ）を行うＲＢの割当て、周波数ホッピングを行わない周波数選択性（ＦＳ）ＲＢの割当ては、第５の実施例と同様に、図２３のように行われる。ＲＢの割当ては論理領域において行い、連続した論理ＲＢを割当てるものとする。まず、論理的な周波数リソース領域を、ＦＨリソース領域とＦＳリソース領域に分割する。セル端エリアの端末に対してはＦＨリソース領域で連続な論理ＲＢを割当てる。ＦＨリソース領域の論理ＲＢは、ＦＨリソース領域の物理ＲＢにマッピングされる。図２３の（１）、（２）、…はタイムスロットあるいはサブフレームといった周波数ホッピングを行う時間単位を表しており、ＦＨリソース領域の物理ＲＢは、時間に応じて領域内で周波数ホッピングを行う。一方、セル中心エリアの端末に対してはＦＳリソース領域で連続な論理ＲＢを割当てる。ＦＳリソース領域の論理ＲＢは、ＦＳリソース領域の物理ＲＢにマッピングされる。ＦＳリソース領域の物理ＲＢに対しては、ホッピングは行われない。図２３の例では、物理領域におけるＦＨリソース領域とＦＳリソース領域の分割方法は、論理領域と共通としているが、必ずしも共通である必要はない。

図２８は、本実施例における基地局でのＲＢ割当て手順を示している。まず、ＲＢ割当てを行う基地局と通信する端末を、複数のエリアに分類する。図２８の例では、端末から通知されるＲＳＲＰが予め決められた閾値以上であれば、基地局から端末までの距離が近いと判断しこの端末をセル中心エリアに、閾値未満であれば基地局からの距離が遠いと判断しセル端エリアに分類する。次に、システムで利用可能な周波数リソースを、すでに説明した方法でＦＨリソース領域とＦＳリソース領域に分割する。次に、各端末のエリアに基づきＦＨリソース領域もしくはＦＳリソース領域において論理ＲＢの割当てを行う。端末がセル端エリアに所属する場合、隣接基地局から受信する干渉が大きいと判断して、この端末にＴｙｐｅ２によりＦＨリソース領域の中から論理ＲＢを割当てる。ＦＨリソース領域がすでに他の端末に割当てられており不足した場合は、図２８のようにＦＳリソース領域で論理ＲＢを割当ててもよいし、あるいは論理ＲＢを割当てなくてもよい。端末がセル中心エリアに所属する場合、隣接基地局から受信する干渉が小さいと判断して、この端末にＦＳリソース領域において論理ＲＢを割当てる。ＦＳリソース領域がすでに他の端末に割当てられており不足した場合は、図２８のようにＦＨリソース領域で論理ＲＢを割当ててもよいし、論理ＲＢを割当てなくてもよい。なお、どちらかのリソース領域で周波数リソースが不足した場合、連続した論理ＲＢを割当てる限り、２つのリソース領域を跨る論理ＲＢを割当てることも可能である。

図２９は、本実施例における図９の基地局ｅＮＢ１でのＲＢ割当て結果の例を示している。図２９では、端末ＵＥ１はセル中心エリアに所属するためＦＳリソース領域において、また端末ＵＥ２はセル端エリアに所属するため通信品質を安定させるためＦＨリソース領域において、それぞれ論理ＲＢを割当てられている。端末ＵＥ１に割当てられた論理ＲＢは、周波数ホッピングを行わない、連続した物理ＲＢにマッピングされる。端末ＵＥ２に割当てられた論理ＲＢは、周波数ホッピングを行う物理ＲＢにマッピングされる。

第４〜第７の実施例で、分散リソース領域あるいはＦＨリソース領域の周波数位置を隣接基地局間で変えておくことにより、隣接基地局間でセル端の端末が使用する周波数が一致することを回避し、さらに干渉の影響を低減することが可能である。

これを実現するには、例えば、セル設計の際に予め図１６に示すような基地局グループｅＮＢ−α、ｅＮＢ−β、ｅＮＢ−γの間で、分散リソース領域あるいはＦＨリソース領域の周波数位置を変更する。具体的には、基地局グループｅＮＢ−α、ｅＮＢ−β、ｅＮＢ−γでは、図３０に示すように、異なる周波数位置に分散リソース領域あるいはＦＨリソースを配置する。基地局グループは、セル設計の際に図１６に示すようなパターンを決定してもよいし、基地局固有のＩＤであるＰｈｙｓｉｃａｌＣｅｌｌＩＤに応じて決めてもよいし、あるいは、ランダムに決めてもよい。さらには、ＨＩＩなど周辺基地局から通知される情報を参考にし、分散リソース領域あるいはＦＨリソースの配置を動的に変化させてもよい。

第４〜第７の実施例は、分散リソース領域あるいはＦＨリソース領域を予め設定してから端末へＲＢを割当てる方法について説明した。しかしながら、このように予めある一定量のリソース領域を特定の端末グループに対して予約する方法では、予約したリソースが不足してしまう場合がある。

端末が対応するリソース領域が不足する場合は、第４〜第７の実施例ですでに説明したように、別のリソース領域でＲＢを割当ててもよい。

あるいは、端末を分類する際に閾値付近に該当する場合、この端末については、どのリソース領域でＲＢを割当ててもよいものとし、空いているほうのリソース領域を優先して割当てる。ここで、閾値付近に該当する端末とは、図１７に示すように、第４〜第７の実施例では、ＲＳＲＰがセル端エリアかセル中心エリアかを判定する閾値に近い端末を指す。閾値付近の範囲に該当するか否かについては、予め範囲を決めておいても良いし、一方のリソース領域が不足した場合に、閾値に近い端末から順に空いているリソース領域でＲＢを割当ててもよい。

閾値付近に該当する端末について、任意のリソース領域でＲＢを割当てる方法を、図３１および図３２を用いて説明する。以下では、セル中心エリアの端末ＵＥ１に対して集中リソース領域ないしＦＳリソース領域においてＲＢを割当て、セル端エリアの端末ＵＥ２に対して分散リソース領域ないしＦＨリソース領域においてＲＢを割当てるとする。また、端末ＵＥ３は、閾値付近に該当する端末とする。図３１は、集中リソース領域またはＦＳリソース領域が不足している場合のＲＢ割当ての例を示している。端末ＵＥ３は、リソースが充分余っている分散リソース領域において、ＲＢを割当てられている。一方、図３２は、分散リソース領域またはＦＨリソース領域が不足している場合のＲＢ割当ての例を示している。端末ＵＥ３は、リソースが充分余っている集中リソース領域を使って、ＲＢを割当てられている。

また、各リソース領域を使用する端末のトラヒック量などに応じて、リソース領域の分割を動的に行ってもよい。端末をセル端エリアとセル中心エリアに分類した後、各エリアの端末の数や、トラヒック量などに応じて決定した所要リソース量によって、リソース領域を分散リソース領域と集中リソース領域、あるいはＦＨリソース領域とＦＳリソース領域に分割する。但し、リソース領域の分割を動的に行う場合、基地局から端末にリソース領域の変更を通知する必要がある。例えば、基地局がＰＢＣＨ（ＰｈｙｓｉｃａｌＢｒｏａｄｃａｓｔＣｈａｎｎｅｌ）と呼ばれる物理チャネルで変更の情報を送信することにより、その基地局と通信する全端末に対し一斉に通知することができる。

上記で説明したような方法により、予約した周波数リソースの不足を解消し、各リソース領域を使用する端末グループのトラヒック量の変動による、所要リソース量の変化にも柔軟に対応することができる。

また、第１〜第７の実施例における無線通信システムでは、隣接する基地局が他の通信方式を用いたとしても、隣接基地局が送信する電波により端末が受ける干渉を抑圧することができる。つまり、複数の基地局が複数の異なる通信方式を用いる環境下においても、第１〜第７の実施例における無線通信システムは実施可能である。

本発明によれば、トラヒック量や無線リソース使用状況の長期的な変動のみならず、短期的な変動にも追随する無線リソースの割当てを行い、無線リソースの利用効率を向上することができる。

１０１…基地局、１０２…端末、１０３…基地局制御装置、１０４…ネットワーク、１０５…セル、２０１…送受信アンテナ、２０２…無線送受信回路、２０３…ＯＦＤＭ変調部、２０４…ＯＦＤＭサブキャリアマッピング部、２０５…データＲＢマッピング部（送信）、２０７…ＨＡＲＱ送信バッファ、２０８…送受信アンテナ、２０９…データ符号化・変調部、２１０…ＲＢ割当て制御部、２１２…ＨＡＲＱ再送制御部、２１３…符号化・変調制御部、２１４…下り再送判定部、２１５…ＳＣＦＤＭＡ復調部、２１６…ＳＣＦＤＭＡサブキャリアデマッピング部、２１７…データＲＢデマッピング部（受信）、２２１…制御情報復号・復調部（基地局）、２２２…ＲＢ割当て制御部、３０９…制御情報復号・復調部（端末）、３１０…ＲＢ割当て制御部、３２１…ＲＢ割当て制御部

Claims

ＯＦＤＭＡ方式又はＳＣＦＤＭＡ方式で通信する複数の端末と複数の基地局を備えた無
線通信システムであって、
前記複数の基地局がそれぞれ、
自セル内に存在する前記複数の端末が存在する位置を特定する位置特定手段と、自セル
内に存在する前記複数の端末がデータを受信する受信電力の強度を判定する電力強度判定
手段と、
自セル内に存在する前記複数の端末の前記位置または前記受信電力の前記強度に基づい
て自セル内に存在する前記複数の端末に割当てを行う周波数リソースを決定する周波数割
当制御手段とを有し、
前記周波数割当制御手段によって、
自セル内に存在する前記複数の端末へのデータ送信に使用する周波数リソースとして、
セル中心に存在する端末である第一の端末に、特定の周波数幅を持つ周波数リソース割当
単位である周波数リソースブロックが周波数方向に既定個数連続した周波数リソースブロ
ックグループの前記割当てを行い、
またセル端に存在する端末である第二の端末に、複数の前記周波数リソースブロックグル
ープが隣接することなく周波数方向に特定の周期で繰り返す周波数リソースブロックグル
ープサブセットに含まれる複数の前記周波数リソースブロックである第一の周波数リソー
スブロック群の前記割当てを行い、
前記データ送信に使用する周波数リソースの前記割当ての結果を自セル内に存在する前
記複数の端末に通知するデータ送信用リソース通知手段を有する、ことを特徴とする無線
通信システム。
請求項１に記載の無線通信システムであって、
前記複数の基地局は複数の基地局群に分類され、
前記第一の周波数リソースブロック群の前記割当てを行う場合に、
同一の前記基地局群に属する基地局が、
同一の前記周波数リソースブロックグループサブセットに含まれる前記第一の周波数リ
ソースブロック群の前記割当てを行い、且つ前記周波数リソースブロックグループサブセ
ットは前記基地局群ごとに互いに異なる、
ことを特徴とする無線通信システム。
請求項１に記載の無線通信システムであって、
前記複数の基地局がそれぞれ、
前記周波数リソースブロックグループが不足した場合に、前記第一の周波数リソースブ
ロック群の前記第一の端末への前記割当てを行い、
前記第一の周波数リソースブロック群が不足した場合に、前記周波数リソースブロック
グループの前記第二の端末への前記割当てを行う、
ことを特徴とする無線通信システム。
請求項１に記載の無線通信システムであって、
前記複数の基地局がそれぞれ、
セル端とセル中心の境界に存在する第三の端末に、前記周波数リソースブロックグルー
プまたは前記第一の周波数リソースブロック群のいずれか一方の前記割当てを行うことを
特徴とする無線通信システム。
ＯＦＤＭＡ方式又はＳＣＦＤＭＡ方式で通信する複数の端末と複数の基地局を備えた無
線通信システムであって、
前記複数の基地局がそれぞれ、
自セル内に存在する前記複数の端末が存在する位置を特定する位置特定手段と、自セル
内に存在する前記複数の端末がデータを受信する受信電力の強度を判定する電力強度判定
手段と、
自セル内に存在する前記複数の端末の前記位置または前記受信電力の前記強度に基づい
て自セル内に存在する前記複数の端末に割当てを行う周波数リソースを決定する周波数割
当制御手段とを有し、
前記周波数割当制御手段によって、
自セル内に存在する前記複数の端末がそれぞれ前記通信を行う基地局へのデータ送信に
使用する周波数リソースとして、
セル中心に存在する端末である第一の端末に、特定の周波数幅を持つ周波数リソース割
当単位である周波数リソースブロックが周波数方向に連続した第一のリソースブロック群
の前記割当てを行い、またセル端に存在する端末である第二の端末に、前記割当てを行う
最低の周波数を有する周波数リソースを含む前記周波数リソースブロックと、前記割当て
を行う最高の周波数を有する周波数リソースを含む前記周波数リソースブロックとの間に
前記割当てを行わない少なくとも１つの前記周波数リソースブロックを含む複数の前記周
波数リソースブロックの集合である第二のリソースブロック群の前記割当てを行い、
前記データ送信に使用する周波数リソースの前記割当ての結果を自セル内に存在する前
記複数の端末に通知するデータ送信用リソース通知手段を有する、
ことを特徴とする無線通信システム。
請求項５に記載の無線通信システムであって、
前記複数の基地局がそれぞれ、
前記第一のリソースブロック群の前記割当てに用いる第一の周波数領域と、前記第二の
リソースブロック群の前記割当てに用いる第二の周波数領域との配分を動的に変化させ、
前記配分に関する情報を自セル内に存在する前記複数の端末に通知することを特徴とする
無線通信システム。
請求項５に記載の無線通信システムであって、
前記基地局は複数の基地局群に分類され、前記第二のリソースブロック群の前記割当て
を行う場合に、同一の前記基地局群に属する前記基地局が、同一の周波数帯に含まれる前
記第二のリソースブロック群の前記割当てを行い、且つ前記同一の前記第二の周波数リソ
ースブロックは前記基地局群ごとに互いに異なる、ことを特徴とする無線通信システム。
請求項５に記載の無線通信システムであって、
前記複数の基地局がそれぞれ、
前記基地局のセル端と前記基地局のセル中心の境界に存在する第三の端末に、前記第一の
リソースブロック群または前記第二のリソースブロック群のいずれか一方の前記割当てを
行うことを特徴とする無線通信システム。
請求項５に記載の無線通信システムであって、
前記複数の基地局がそれぞれ、前記第一のリソースブロック群が不足した場合に、前記
第二のリソースブロック群の前記第一の端末への前記割当てを行い、
前記第二のリソースブロック群が不足した場合に、前記第一のリソースブロック群の前
記第二の端末への前記割当てを行う、
ことを特徴とする無線通信システム。
ＯＦＤＭＡ方式又はＳＣＦＤＭＡ方式で複数の端末と通信する無線通信装置であって、
自セル内に存在する前記複数の端末が存在する位置を特定する位置特定手段と、自セル
内に存在する前記複数の端末がデータを受信する受信電力の強度を判定する電力強度判定
手段と、
自セル内に存在する前記複数の端末の前記位置または前記受信電力の前記強度に基づい
て自セル内に存在する前記複数の端末に割当てを行う周波数リソースを決定する周波数割
当制御手段とを有し、
前記周波数割当制御手段によって、
自セル内に存在する前記複数の端末へのデータ送信に使用する周波数リソースとして、
セル中心に存在する端末である第一の端末に、特定の周波数幅を持つ周波数リソース割
当単位である周波数リソースブロックが周波数方向に既定個数連続した周波数リソースブ
ロックグループの前記割当てを行い、またセル端に存在する端末である第二の端末に、複
数の前記周波数リソースブロックグループが隣接することなく周波数方向に特定の周期で
繰り返す周波数リソースブロックグループサブセットに含まれる複数の前記周波数リソー
スブロックである第一の周波数リソースブロック群の前記割当てを行い、
前記データ送信に使用する周波数リソースの前記割当ての結果を自セル内に存在する前
記複数の端末に通知するデータ送信用リソース通知手段を有する、
ことを特徴とする無線通信装置。
ＯＦＤＭＡ方式又はＳＣＦＤＭＡ方式で複数の端末と通信する無線通信装置であって、
自セル内に存在する前記複数の端末が存在する位置を特定する位置特定手段と、自セル
内に存在する前記複数の端末がデータを受信する受信電力の強度を判定する電力強度判定
手段と、
自セル内に存在する前記複数の端末の前記位置または前記受信電力の前記強度に基づい
て自セル内に存在する前記複数の端末に割当てを行う周波数リソースを決定する周波数割
当制御手段とを有し、
前記周波数割当制御手段によって、
自セル内に存在する前記複数の端末からのデータ受信に使用する周波数リソースとして、
セル中心に存在する端末である第一の端末に、特定の周波数幅を持つ周波数リソース割
当単位である周波数リソースブロックが周波数方向に連続した第一のリソースブロック群
の前記割当てを行い、またセル端に存在する端末である第二の端末に、前記割当てを行う
最低の周波数を有する周波数リソースを含む前記周波数リソースブロックと、前記割当て
を行う最高の周波数を有する周波数リソースを含む前記周波数リソースブロックとの間に
前記割当てを行わない少なくとも１つの前記周波数リソースブロックを含む複数の前記周
波数リソースブロックの集合である第二のリソースブロック群の前記割当てを行い、
前記データ送信に使用する周波数リソースの前記割当ての結果を自セル内に存在する前
記複数の端末に通知するデータ送信用リソース通知手段を有する、
ことを特徴とする無線通信装置。
ＯＦＤＭＡ方式又はＳＣＦＤＭＡ方式で基地局と通信する無線端末装置であって、
前記基地局から受信する信号の受信電力の強度を判定する電力強度判定手段と、
前記強度を前記基地局に通知する受信電力通知手段と、
前記強度に基づいて前記基地局によって割当てられたリソースを使用して、前記基地局
からのデータ受信を行うデータ受信手段と、を有し、
前記データ受信手段は、
前記強度が既定の閾値以上の場合に、特定の周波数幅を持つ周波数リソース割当単位で
ある周波数リソースブロックが周波数方向に既定個数連続した周波数リソースブロックグ
ループを使用して前記データ受信を行い、前記強度が既定の閾値未満の場合に、複数の前
記周波数リソースブロックグループが隣接することなく周波数方向に特定の周期で繰り返
す周波数リソースブロックグループサブセットに含まれる複数の前記周波数リソースブロ
ックである第一の周波数リソースブロック群を使用して前記データ受信を行う、ことを特
徴とする無線端末装置。
請求項１記載の無線通信システムであって、
前記位置特定手段が、
自セル内に存在する前記複数の端末の中で前記受信電力の前記強度が既定の閾値以上で
ある端末を前記第一の端末として記憶し、自セル内に存在する前記複数の端末の中で前記
受信電力の前記強度が既定の閾値未満である端末を前記第二の端末として記憶することを
特徴とする無線通信システム。
請求項１０に記載の無線通信装置であって、
前記位置特定手段が、
自セル内に存在する前記複数の端末の中で前記受信電力の前記強度が既定の閾値以上であ
る端末を前記第一の端末として記憶し、自セル内に存在する前記複数の端末の中で前記受
信電力の前記強度が既定の閾値未満である端末を前記第二の端末として記憶することを特
徴とする無線通信装置。