JPWO2007015529A1 - 基地局装置、通信端末装置、およびマルチキャリア通信方法 - Google Patents

Abstract

ＱｏＳを満たしつつ周波数利用効率を改善し、通信システムのスループットを向上させることができるマルチキャリア通信方法を開示する。上段に示すように、通信端末は、初回ＣＱＩ報告時には、通信回線の帯域幅に含まれる全サブチャネルについてＣＱＩを報告する。ところが、２回目以降、許容遅延時間に対する残り時間が多い場合のＣＱＩ報告時には、下段に示すように、通信端末は、初回時と異なり、今回の周波数割当によって割り当てられたサブチャネル番号１、２のサブチャネルについてのみＣＱＩを報告する。

Description

本発明は、基地局装置、通信端末装置、およびマルチキャリア通信方法に関する。

無線通信システムにおいて、高いスループットを得るために、通信端末は、ＣＱＩ（Channel Quality Indicator）と呼ばれる回線品質情報を基地局に報告し、基地局は、報告されたＣＱＩに基づいて送信時の変調パラメータ（ＭＣＳ：Modulation Coding Scheme）を決定する技術がある。

しかし、この技術が、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex）等の高伝送レートのマルチキャリア通信システムに適用されると、チャネル数も多くなり、また収容される通信端末数も多くなるため、基地局に報告されるＣＱＩの情報量も膨大となり、上り回線のオーバヘッド量が増大し、通信効率が低下するという問題がある。

この問題を解決するために、例えば特許文献１には、基地局は、報告されたＣＱＩに基づいて各通信端末ごとの割り当てサブキャリア数を決定し、これを各通信端末に通知し、各通信端末は、受信品質のより良好な方から割り当てサブキャリア数だけのサブキャリアを選択し、このサブキャリアのＣＱＩだけを基地局に報告することにより、報告されるＣＱＩの情報量を削減する技術が開示されている。
国際公開第２００５／０２０４８９号パンフレット（第１２頁、第１９−２４行）

しかしながら、特許文献１開示の技術では、基地局が、本来の通信データとは別個に、各通信端末に対し割り当てサブチャネル数を通知する必要があるため、周波数利用効率が悪いという問題がある。

また、実際の通信データの内容を考慮すると、以下の問題も生じることに気付く。すなわち、ある通信端末はインターネットＴＶ等の動画をストリーミング受信し、ある通信端末はＷｅｂサイトのテキスト文を単に閲覧しているというように、通信端末によって通信対象のデータは異なり、伝送レートも異なる。また、ある通信端末は音声によるリアルタイム通信を行い、ある通信端末は電子メールの交換をしているというように、通信端末によって通信のリアルタイム性も異なってくる。このように、各通信端末ごとに所要品質（ＱｏＳ：Quality of Service）、具体的には、最低伝送レート、誤り率、許容遅延時間等は異なってくる。ところが、通信端末によってＱｏＳが異なる環境下で、特許文献１開示の技術を適用すると、全通信端末に対し一律にサブキャリア数が制限されるため、ＱｏＳが緩い（許容遅延時間に対する残り時間が多い）通信端末は余裕をもってＱｏＳを満たすことができるのに対し、ＱｏＳが厳しい（許容遅延時間に対する残り時間が少ない）通信端末はＱｏＳを満たせないという問題が発生する。よって、通信システムのスループットが低下する。

よって、本発明の目的は、ＱｏＳを満たしつつ周波数利用効率を改善し、通信システムのスループットを向上させることができる基地局装置、通信端末装置、およびマルチキャリア通信方法を提供することである。

本発明の基地局装置は、通信端末から報告されるＣＱＩに基づいて、当該通信端末にサブチャネルを割り当てる割当手段と、前記通信端末が送信するデータの、許容遅延時間に対する残り時間を判定する判定手段と、前記残り時間が所定時間以上の通信端末に対し、割り当てられたサブチャネルについてＣＱＩを報告するよう指示する指示手段と、を具備する構成を採る。

本発明によれば、ＱｏＳを満たしつつ周波数利用効率を改善し、通信システムのスループットを向上させることができる。

実施の形態１に係る基地局装置の主要な構成を示すブロック図 実施の形態１に係る割当制御情報生成部内部の主要な構成を示すブロック図 パケットタイムアウト値Ｐｔとフレームタイミングとの関係を具体的に示した図 各データの許容遅延時間とＰｔ値との対応関係を示した図 実施の形態１に係る割当制御情報生成部の処理手順の概略を示したフロー図 実施の形態１に係る通信端末が報告するＣＱＩがどのように変化するか示した図 実施の形態１に係る通信端末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ＣＱＩ生成部の処理手順を示すフロー図 実施の形態１に係る基地局および通信端末の一連の処理をまとめたシーケンス図 実施の形態１に係る割当制御情報のフレームフォーマットの一例を示す図 実施の形態１に係る基地局装置の一連の処理手順について示すフロー図 実施の形態１に係る周波数割当管理テーブルの一例を示した図 実施の形態１に係るＣＱＩ報告方法の切り替わりを説明するための図 実施の形態１に係るＣＱＩ報告方法の切り替わりを説明するための図 実施の形態１に係るＣＱＩ報告方法の切り替わりを説明するための図 実施の形態１による効果をシミュレーションにより検証した結果を示す図 実施の形態１による効果をシミュレーションにより検証した結果を示す図 実施の形態２に係る割当制御情報生成部内部の主要な構成を示すブロック図 実施の形態２に係る割当制御情報生成部の処理手順の概略を示したフロー図 実施の形態２に係る通信端末が報告するＣＱＩがどのように変化するか示した図 実施の形態２に係る通信端末が報告するＣＱＩがどのように変化するか示した図 実施の形態２に係る通信端末が報告するＣＱＩがどのように変化するか示した図 実施の形態２に係るフォーマット指示情報と、許容遅延時間に対する残り時間／伝送レート／受信変動判定情報との関係を示す図 実施の形態２に係る伝送レート情報通知用のフレームフォーマットを示す図 実施の形態２に係るＣＱＩ生成部内部の主要な構成を示すブロック図 実施の形態２に係るＣＱＩ生成部の処理手順を示すフロー図 実施の形態２に係るＣＱＩ報告方法の切り替わりを説明するための図 実施の形態２に係るＣＱＩ報告方法の切り替わりを説明するための図 実施の形態２による効果をシミュレーションにより検証した結果を示す図 実施の形態２による効果をシミュレーションにより検証した結果を示す図 実施の形態３に係るフォーマット指示情報と、許容遅延時間に対する残り時間／伝送レート／受信変動判定情報との関係を示す図 実施の形態３に係る通信端末が報告するＣＱＩがどのように変化するか示した図 実施の形態３に係る通信端末が報告するＣＱＩがどのように変化するか示した図 実施の形態３に係るＣＱＩ生成部の処理手順を示すフロー図 実施の形態３に係るＣＱＩ報告方法の切り替わりを説明するための図 実施の形態３に係るＣＱＩ報告方法の切り替わりを説明するための図

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。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る基地局装置の主要な構成を示すブロック図である。ここでは、クローズド・ループ型の通信システムで、サブチャネル毎にＭＣＳパラメータを選択して送信する通信システムを例にとって説明する。なお、サブチャネルとは、単一または複数のサブキャリアからなる帯域の総称であり、周波数スケジューリング（周波数割当）、適応変調の制御単位である。

本実施の形態に係る基地局装置は、主に、送信部１００と受信部１１０とアンテナ１２０とからなる。そして、送信部１００は、切替部１０１、符号化部１０２、変調部１０３、ＩＦＦＴ部１０４、ＧＩ挿入部１０５、および送信ＲＦ部１０６を備え、受信部１１０は、受信ＲＦ部１１１、ＧＩ除去部１１２、ＦＦＴ部１１３、復調部１１４、復号化部１１５、ＣＱＩ取出部１１６、および割当制御情報生成部１１７を備える。

本実施の形態に係る基地局装置の各部は以下の動作を行う。まず、送信部１００について説明する。

切替部１０１は、送信データまたは割当制御情報生成部１１７から出力される割当制御情報のいずれかの情報を、切り替えて符号化部１０２に出力する。符号化部１０２は、切替部１０１から出力された送信データまたは割当制御情報に対し、割当制御情報生成部１１７から出力される割当制御情報に含まれる符号化率によって誤り訂正符号化を施し、得られる符号化信号を変調部１０３に出力する。変調部１０３は、割当制御情報生成部１１７から出力される割当制御情報に含まれる変調多値数に基づいて、符号化部１０２から出力される符号化信号に対し、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ等の多値変調をサブチャネル毎に行う。ＩＦＦＴ部１０４は、サブチャネル毎に変調された信号を逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）し、複数の直交キャリアで多重する。ＧＩ挿入部１０５は、遅延波によるシンボル間干渉（ＩＳＩ）を低減するために、ＩＦＦＴ部１０４から出力される多重信号にガードインターバル（ＧＩ）を挿入する。送信ＲＦ部１０６は、ＧＩ挿入部１０５から出力されるベースバンド信号の周波数帯域を無線周波数（ＲＦ）に変換し、アンテナ１２０より通信端末に送信する。

次に、受信部１１０について説明する。

受信ＲＦ部１１１は、アンテナ１２０を介して、各通信端末からの信号を受信し、無線周波数の信号をベースバンド信号に周波数変換する。ＧＩ除去部１１２は、ベースバンドの受信信号からガードインターバルを除去する。ＦＦＴ部１１３は、ガードインターバルが除去された受信信号に対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を施し、周波数領域のデータに変換する。復調部１１４は、ＦＦＴ部１１３から出力された受信信号を復調して復調信号を得る。復号化部１１５は、復調部１１４から出力される復調信号を誤り訂正復号化する。ＣＱＩ取出部１１６は、復号化部１１５から出力された復号信号に含まれる受信情報の中から、各通信端末が送信したＣＱＩを取り出し、これを割当制御情報生成部１１７へ出力する。

割当制御情報生成部１１７は、ＣＱＩ取出部１１６から出力された各通信端末のＣＱＩと受信データの許容遅延時間までの残り時間とを利用して、各通信端末に周波数割当を行うと共に、ＭＣＳパラメータおよびフォーマット指示情報も決定する。割当制御情報生成部１１７は、決定した割当サブチャネルの識別情報（ＩＤ）、ＭＣＳパラメータ、およびフォーマット指示情報を結合することにより割当制御情報を生成し，これを切替部１０１、符号化部１０２、および変調部１０３に出力する。ここで、ＭＣＳパラメータとは、誤り訂正符号化の符号化率、変調多値数、リピティション数等のパラメータのことであり、フォーマット指示情報とは、通信端末の次回のＣＱＩ報告時のフレームフォーマットを指定するものである。

図２は、割当制御情報生成部１１７内部の主要な構成を示すブロック図である。

メモリ１２１には、ＣＱＩ取出部１１６から各通信端末のＣＱＩが、上位レイヤのＱｏＳ管理部（図示しない）からは各通信端末宛のデータにそれぞれ設定されている許容遅延時間が入力される。この許容遅延時間とは、そのデータが要求されるリアルタイム性に応じて設定される時間のことであり、データ受信までに待つことのできる時間、すなわち、データが基地局の送信キューに格納されてから、送信が行われ、通信端末で正しく受信し終わるまでの処理に許容される最大遅延時間のことである。メモリ１２１は、これらのデータを所定時間保持し、要求に応じてＣＱＩを周波数割当部１２２およびＭＣＳ抽出部１２３へ出力し、また、許容遅延時間を周波数割当部１２２およびフォーマット指示情報生成部１２４へ出力する。

周波数割当部１２２は、ＣＱＩおよび許容遅延時間を用いて各通信端末に対し周波数割当を行い、割当てたサブチャネルのサブチャネルＩＤを、ＭＣＳ抽出部１２３、割当制御情報結合部１２５、およびメモリ１２１へ出力する。

ＭＣＳ抽出部１２３は、周波数割当部１２２から出力された各通信端末の割当サブチャネルＩＤを受け取った後、メモリ１２１から出力される各通信端末のＣＱＩに基づいて、割当サブチャネルＩＤに対応するＭＣＳパラメータを抽出する。抽出されたＭＣＳパラメータは、割当制御情報結合部１２５へ出力される。

フォーマット指示情報生成部１２４は、メモリ１２１から出力される各通信端末宛のデータの許容遅延時間から、各データの許容遅延時間に対する残り時間を算出する。具体的には、内部タイマを参照することにより、そのデータが送信キューに格納されてからの経過時間を算出し、許容遅延時間から経過時間を減じることにより、上記の残り時間を算出する。そして、フォーマット指示情報生成部１２４は、算出された残り時間を閾値判定し、判定結果に応じたＣＱＩフレームのフォーマット指示情報を割当制御情報結合部１２５に出力する。

上記のフォーマット指示情報は、次回、通信端末においてＣＱＩ報告時に使用されるフレームのフォーマットを指定する情報であり、例えば、「０」「１」である。そして、フォーマット指示情報「０」は、残り時間が少ないデータに対応するものであり、通信端末に対し「全サブチャネルについてＣＱＩを報告するＣＱＩ報告方法」を指定する。また、フォーマット指示情報「１」は、残り時間が多いデータで、かつ２回目以降のＣＱＩ報告時の場合に対応するものであり、通信端末に対し「周波数割当によって割り当てられたサブチャネルについてのみＣＱＩを報告するＣＱＩ報告方法」を指定する。

割当制御情報結合部１２５は、各通信端末の割当サブチャネルＩＤ、このＩＤに対応するサブチャネルのＭＣＳパラメータ情報、および次回報告するＣＱＩのフレームフォーマットを指示するフォーマット指示情報を結合し、割当制御情報を生成する。生成された割当制御情報は、送信部１００によって各通信端末へ送信される。

上記の構成を採ることにより、割当制御情報生成部１１７は、算出された許容遅延時間に対する残り時間が多いか少ないかによって、通信端末の次回のＣＱＩ報告方法を変えることができる。すなわち、割当制御情報生成部１１７は、ＣＱＩフレームのフォーマット指示情報を通信端末に通知することにより、次回のＣＱＩ報告時に使用されるＣＱＩフレームのフォーマットを指定し、事実上、通信端末の次回のＣＱＩ報告方法を制御することができる。

割当制御情報生成部１１７は、より詳細には、各データの許容遅延時間に対する残り時間として、下記に示すパケットタイムアウト値Ｐｔを用いる。このパケットタイムアウト値Ｐｔは、上記の残り時間を送信フレームタイミング間隔（フレーム数）で表現したパラメータである。そして、ＱｏＳを満たす範囲で送信を行っている場合、Ｐｔは０以上の正の整数をとり、対象パケットが通信端末で正常受信されずに基地局の送信キューにとどまっている場合、毎フレームが経過するごとに１ずつ減算（デクリメント）される。パケットタイムアウト値が負の値となった場合、基地局は、そのパケットを破棄する。

図３は、パケットタイムアウト値Ｐｔとフレームタイミングとの関係を具体的に示した図である。また、図４は、各データの許容遅延時間とＰｔ値との対応関係を示した図である。

図３の横軸は時間を示し、Ｔ_０〜Ｔ_Ｎは送信フレームタイミングを示す。送信キューに存在するデータは、送信フレームインターバル単位で送信される。例えば、送信キューが、図４に示すデータ＃１〜＃３までの３つのデータを格納していると仮定する。図４は、送信キューにデータ＃１〜＃３までの３つのデータが存在することを示し、図３では、現時点をＴ_０とする。図３および図４のデータ＃１は、送信フレームタイミングＴ_１まで遅延（送信フレームインターバルを１つ分遅れる）を許容できるため、Ｐｔ＝１と表現される。また、図３のデータ＃２は、送信フレームタイミングＴ_２まで遅延を許容できるため、Ｐｔ＝２と表現され、同様に、データ＃３は、Ｐｔ＝Ｎと表現される。なお、Ｐｔ＝０は、直ちに割り当てなければならないことを意味する。

そして、割当制御情報生成部１１７は、例えば、２を閾値として、Ｐｔと大小比較を行い、Ｐｔ値が２未満の場合、許容遅延時間に対する残り時間が少ないデータと判定する。また、Ｐｔ値が２以上の場合、許容遅延時間に対する残り時間が多いデータと判定する。なお、同一の通信端末に対し、残り時間の異なる複数のデータを送信することになった場合は、最も残り時間の少ないデータのＰｔ値を、その通信端末に対するＰｔ値とする。なお、ここでは、閾値が２である場合を例にとって説明したが、閾値は２に限定されるものではない。

図５は、割当制御情報生成部１１７の処理手順の概略を示したフロー図である。

割当制御情報生成部１１７は、通信端末が送信しようとしているデータが初回通信のものか、それとも２回目以降の通信のものであるかを判断する（ＳＴ１０１０）。そして、このデータが初回通信のものである場合、通信端末に、回線内の全サブチャネルについてＣＱＩを報告するよう指示する（ＳＴ１０２０）。ＳＴ１０１０において、２回目以降の通信のデータと判断された場合、割当制御情報生成部１１７は、このデータの許容遅延時間に対する残り時間を算出し、これを閾値判定して（ＳＴ１０３０）、残り時間が閾値未満、すなわち残り時間が少ないと判定された場合は、全サブチャネルについてＣＱＩを報告するよう指示する（ＳＴ１０２０）。ＳＴ１０３０で残り時間が閾値以上である場合、割当制御情報生成部１１７は、通信端末に、今回、周波数割当によって割り当てたサブチャネルについてのみＣＱＩを報告するよう指示する（ＳＴ１０４０）。なお、割当制御情報生成部１１７の処理手順のより詳細なフローは、基地局全体の処理手順も含めて、後ほど示す。

図６は、基地局の上記の指示によって、通信端末が報告するＣＱＩがどのように変化するか、具体的に示した図である。

図６の上段は、初回ＣＱＩ報告時、または２回目以降で許容遅延時間に対する残り時間が少ない場合のＣＱＩ報告時の報告対象のサブチャネルを示したものである。この図に示すように、通信端末は、初回ＣＱＩ報告時または２回目以降で許容遅延時間に対する残り時間が少ない場合のＣＱＩ報告時には、通信回線の帯域幅に含まれるサブチャネル番号０〜（Ｎ−１）の全サブチャネルについてＣＱＩを報告する。例えば、通信帯域内のサブチャネル数を１６、ＣＱＩビット数を２ビットとすると、初回のＣＱＩ報告に必要な情報量は、３２ビットである。なお、各サブチャネルで報告されるＣＱＩ情報は、ＭＣＳビットやＳＩＲ情報等がある。

ところが、２回目以降、許容遅延時間に対する残り時間が多い場合のＣＱＩ報告時には、図６の下段に示すように、通信端末は、初回時と異なり、今回の周波数割当によって割り当てられたサブチャネル番号１、２のサブチャネルについてのみＣＱＩを報告する。例えば、上記と同様に、ＣＱＩビット数を２ビットとすると、２回目のＣＱＩ報告に必要な情報量は、４ビットである。よって、２８ビットの削減となっている。

このように、２回目以降の通信において、許容遅延時間に対する残り時間が多いデータについては、基地局が通信端末に対し、全サブチャネルではなく、今回割り当てたサブチャネルについてのみＣＱＩを報告させるので、ＣＱＩの情報量を削減することができる。

図７は、上記の本実施の形態に係る基地局装置と通信を行う、本実施の形態に係る通信端末装置の主要な構成を示すブロック図である。なお、基地局と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

基地局と異なる構成は、送信部１５０において、切替部１５１、受信部１６０において、伝送路推定部１６１、復号化部１６２、およびＣＱＩ生成部１６３である。

送信部１５０の切替部１５１は、基地局の切替部１０１と対象とする信号が異なる。すなわち、切替部１５１は、送信データまたはＣＱＩ生成部１６３から出力されるＣＱＩフレームのいずれかの情報を、切り替えて符号化部１０２に出力する。

一方、受信部１６０の伝送路推定部１６１は、受信信号に含まれるパイロット信号からサブチャネル毎に伝送路品質（例えば、ＳＩＲ）を推定し、推定結果をＣＱＩ生成部１６３に出力する。復号化部１６２は、基本的動作は、基地局の復号化部１１５と同様だが、高速フーリエ変換が施された信号を誤り訂正復号化し、復号化された割当制御情報をＣＱＩ生成部１６３へ出力する。ＣＱＩ生成部１６３は、伝送路推定部１６１から出力された伝送路品質情報と、復号化部１６２から出力された割当制御情報とを利用し、ＣＱＩフレームを生成する。

図８は、ＣＱＩ生成部１６３内部の主要な構成を示すブロック図である。

ＭＣＳ決定部１７１は、伝送路推定部１６１から出力されたサブチャネル毎の伝送路品質情報と、内蔵のＭＣＳテーブルとに基づいて、ＭＣＳパラメータを決定する。決定されたＭＣＳパラメータは、メモリ１７２へ出力される。

メモリ１７２は、ＭＣＳ決定部１７１で決定された各サブチャネルのＭＣＳパラメータと、対応するサブチャネルＩＤとを保持し、ＭＣＳ情報を要求に応じて、報告ＣＱＩ生成部１７４へ出力する。

割当制御情報処理部１７３は、復号化部１６２から出力された割当制御情報から、周波数割当されたサブチャネルＩＤ情報と、次回の報告ＣＱＩフレームフォーマットを指定するフォーマット指示情報と、の２つの情報を取り出して、報告ＣＱＩ生成部１７４へ出力する。

報告ＣＱＩ生成部１７４は、割当サブチャネルＩＤ、このＩＤに対応するＭＣＳ情報、およびフォーマット指示情報の３つから、ＣＱＩフレームを生成する。但し、報告ＣＱＩ生成部１７４は、初回のＣＱＩ報告時には、全サブチャネルについてＣＱＩを生成する。

図９は、ＣＱＩ生成部１６３の処理手順を示すフロー図である。

ＣＱＩ生成部１６３は、伝送路推定部１６１で推定された伝送路品質情報を取得し（ＳＴ３０１０）、これとＭＣＳテーブルとを比較し、各サブチャネルのＭＣＳパラメータを決定する（ＳＴ３０２０）。

そして、基地局から通知される割当制御情報を既に受信しているかどうかを確認し（ＳＴ３０３０）、既に割当制御情報を受信していた場合、ＳＴ３０４０に進み、割当制御情報を受信していなかった場合、通信帯域に含まれる全サブチャネルについてＣＱＩを生成し、報告する（ＳＴ３０５０）。ＳＴ３０４０では、フォーマット指示情報が「０」であるかどうかを確認し、フォーマット指示情報が０であった場合、やはり全サブチャネルについてＣＱＩを生成する（ＳＴ３０５０）。フォーマット指示情報が「０」でなかった場合、すなわちフォーマット指示情報が「１」だった場合、基地局から通知された割当制御情報によって割り当てされたサブチャネルについてのみＣＱＩを生成する（ＳＴ３０６０）。

上記構成を採り、上記動作を行う通信端末装置によって報告されるＣＱＩについては、図５を用いて既に説明した通りである。

図１０は、本実施の形態に係る基地局および通信端末の一連の処理をまとめたシーケンス図である。

通信端末は、パイロット信号を受信し、全てのサブチャネルの回線品質を推定し、ＣＱＩを生成して、基地局に初回のＣＱＩ報告を行う（ＳＴ１０）。

各通信端末からのＣＱＩ報告を受けた基地局は、これらのＣＱＩ報告を用いて周波数割当とＭＣＳパラメータ決定とを行い（ＳＴ２０）、さらに各通信端末宛のデータの許容遅延時間に対する残り時間を算出し、残り時間に応じた次回のＣＱＩ報告方法を決定し（ＳＴ３０）、これを示す割当制御情報を各通信端末に通知する（ＳＴ４０）。

割当制御情報を受信した通信端末は、割当制御情報から次回のＣＱＩ報告方法を指定するフォーマット指示情報を抽出する（ＳＴ５０）。

基地局は、ＳＴ４０にて割当制御情報を送信した後、各通信端末へ、データ送信を行う（ＳＴ６０）。

通信端末は、パイロット信号を用いて全サブチャネルの回線品質を推定し、ＳＴ４０において基地局から通知されたフォーマット指示情報に基づいて、割当サブチャネルについてのみのＣＱＩを生成し（ＳＴ７０）、これにより基地局へ２回目の報告を行う（ＳＴ８０）。

以降、通信が終了するまで、ＳＴ２０〜ＳＴ８０の処理が繰り返される。

次いで、既に説明した本実施の形態に係る基地局装置の動作について、補足説明を行う。

図１１は、本実施の形態に係る基地局装置から送信される割当制御情報のフレームフォーマットの一例を示す図である。

ここでは、割当サブチャネル数が、Ｍ個存在する場合を例にとって説明する。この図に示すように、割当制御情報のフレームは、主に、フォーマット指示情報部、割当サブチャネルＩＤ部、および割当ＭＣＳパラメータ（割当サブチャネルＩＤに対応するＭＣＳパラメータ）部の３つの情報から構成される。なお、この図の例では、フレームの先頭にフォーマット指示情報が配置され、次に割当サブチャネルＩＤと、割当ＭＣＳパラメータとが交互に配置されている例を示したが、これに限定されるものではない。

図１２は、本実施の形態に係る基地局装置の一連の処理手順について示すフロー図である。

本実施の形態に係る基地局装置は、まず、伝送路品質推定用のパイロットシンボルを送信する（ＳＴ２０１０）。次に、報告されたＣＱＩの通信端末ＩＤがメモリ１２１に存在するか（記憶されているか）どうかを確認し（ＳＴ２０２０）、メモリ１２１に既に通信端末ＩＤが存在する場合、フォーマット指示情報に従って、対象サブチャネルＩＤのＣＱＩを更新する（ＳＴ２０３０）。ＳＴ２０２０において通信端末ＩＤが存在しなかった場合、その通信端末ＩＤをメモリ１２１に新規に追加し、全サブチャネルのＣＱＩを保持する（ＳＴ２０４０）。

次に、本実施の形態に係る基地局装置は、メモリ１２１に存在する通信端末ＩＤの中で、ＣＱＩの更新が行われなかった通信端末ＩＤが存在するかどうかを確認し（ＳＴ２０５０）、ＣＱＩの更新が行われなかった通信端末が存在する場合、メモリ１２１から蓄積されている対象通信端末のＩＤとＣＱＩとを削除する（ＳＴ２０６０）。なお、ＣＱＩ報告周期が長い通信端末に対しては、対応する周期毎にＣＱＩ更新を行うので、対応しない周期における通信端末ＩＤの削除は行わない。ＳＴ２０５０において、ＣＱＩの更新が行われなかった通信端末が存在しない場合は、ＳＴ２０６０をスキップする。

次に、本実施の形態に係る基地局装置は、各通信端末のＣＱＩと許容遅延時間とに従って周波数割当（サブチャネル割当）を行う（ＳＴ２０７０）。そして、通信端末毎に、周波数割当されたサブチャネルが存在するかどうかを確認し（ＳＴ２０８０）、周波数割当されたサブチャネルがある端末の場合、ＣＱＩとＭＣＳテーブルとを比較し、割当サブチャネルＩＤに対応するＭＣＳパラメータを決定する（ＳＴ２０９０）。ＳＴ２０８０において、その通信端末に周波数割当されたサブチャネルがない場合は、ＳＴ２０９０をスキップする。

次に、本実施の形態に係る基地局装置は、各通信端末宛てのデータの許容遅延時間に対する残り時間の判定を行い（ＳＴ２１００）、残り時間が少ないと判定された場合は、フォーマット指示情報を０と設定し（ＳＴ２１１０）、残り時間が多いと判定された場合は、フォーマット指示情報を１と設定する（ＳＴ２１２０）。

そして、本実施の形態に係る基地局装置は、各通信端末の割当サブチャネルＩＤと、このＩＤに対応するサブチャネルのＭＣＳパラメータと、フォーマット指示情報とを結合させることにより割当制御情報を生成し、これを各通信端末へ送信し（ＳＴ２１３０）、この各通信端末の割当制御情報に従って、下り回線用の送信データを生成し、送信する（ＳＴ２１４０）。

図１３は、周波数割当時に使用される周波数割当管理テーブルの一例を示したものである。ここでは、通信端末数が４である場合を例にとって説明する。

本実施の形態に係る基地局装置は、各通信端末のＣＱＩ（ＭＣＳビット）と、許容遅延時間に対する残り時間を示すパケットタイムアウト値Ｐｔとから、このテーブルを生成する。このテーブルは、ＣＱＩ報告のあった通信端末のパケットタイムアウト値を小さいものから順に整列したものであり、本実施の形態に係る基地局装置は、このテーブルを用いることにより、受信品質の良い方（ＭＣＳビットが大きい方）のサブチャネル（Ｓｕｂ−ＣＨ）から順に、周波数割当を行う。

例えば、各通信端末に対して１サブチャネルずつを割り当てると仮定すると、通信端末＃３にはＳｕｂ−ＣＨ＃１が割り当てられ、通信端末＃１にはＳｕｂ−ＣＨ＃２が割り当てられ、通信端末＃２にはＳｕｂ−ＣＨ＃Ｎが割り当てられ、通信端末＃４にはＳｕｂ−ＣＨ＃３が割当てられる。

図１４Ａ〜Ｃは、本実施の形態に係るＣＱＩ報告方法の切り替わりを説明するための図である。ここで、ＲＭ１（Report Method 1）は、全サブチャネルのＣＱＩを報告するＣＱＩ報告方法を指し、ＲＭ２（Report Method 2）は、周波数割当によって割り当てられたサブチャネルのＣＱＩのみを報告するＣＱＩ報告方法を指し、実際に選択されているＣＱＩ報告方法に斜線を付して示すこととする。

図１４Ａは、１回目から３回目までのＣＱＩ報告時点で、ある通信端末宛てのデータの許容遅延時間に対する残り時間がいずれも少ないと判定されているケースを示している。このケースにおいて、１回目のＣＱＩ報告で、残り時間の大小に関わらず、この通信端末は全サブチャネルのＣＱＩを報告し、２回目のＣＱＩ報告においても、１回目と同様に、全サブチャネルのＣＱＩを報告する。３回目においても同様である。

図１４Ｂは、１回目から３回目までのＣＱＩ報告時点で、ある通信端末宛てのデータの許容遅延時間に対する残り時間がいずれも多いと判定されているケースを示している。このケースにおいて、１回目のＣＱＩ報告で、残り時間の大小に関わらず、この通信端末は全サブチャネルのＣＱＩを報告するが、２回目のＣＱＩ報告においては、この通信端末は、基地局の周波数割当によって割り当てられたサブチャネル、例えばサブチャネル＃２、＃３、＃４のＣＱＩのみを報告する。３回目のＣＱＩ報告においても、基地局の周波数割当によって割り当てられたサブチャネルのＣＱＩのみを報告することとなる。なお、２回目において通信端末がＣＱＩを報告したサブチャネルは＃２、＃３、＃４のみであるので、２回目において基地局はこの３つのサブチャネルの中から周波数割当を行う。よって、２回目において基地局によって割り当てられたサブチャネル数は３よりも減少している可能性があるので、３回目において通信端末が報告するＣＱＩ数は３よりも少ない可能性がある。

図１４Ｃは、ある通信端末宛てのデータの残り時間の判定結果が、時間経過と共に推移する場合を示している。すなわち、このデータは、１回目および２回目のＣＱＩ報告時点では残り時間が多いと判定されたが、３回目の報告時点では時間経過により残り時間が少ないと判定される。よって、ＣＱＩ報告方法はＲＭ１からＲＭ２に変更される。４回目以降のＣＱＩ報告においても、このデータの残り時間は益々少なくなるだけであるので、ＲＭ１が選択される。このように、ＣＱＩ報告方法を時間経過と共に変更するのは、本発明が、あくまでも許容遅延時間を満たしつつ、報告するＣＱＩの情報量を削減することを目的としているからである。

以上説明したように、本実施の形態によれば、基地局は、許容遅延時間に対する残り時間が多いデータ、すなわち残り時間に余裕があるデータの宛先である通信端末に対して、２回目以降のＣＱＩ報告を、既に割り当てられているサブチャネルのみについて行うよう指示する。一方、残り時間が少ないデータ、すなわち残り時間に余裕がないデータに対しては全サブチャネルについてＣＱＩを報告するように要求する。このように、ＣＱＩ報告の対象となるサブチャネルを限定することにより、ＣＱＩ情報量を削減することができると共に、ＱｏＳが厳しい通信端末（データ）とＱｏＳが緩い通信端末（データ）とで、ＣＱＩ報告方法を変えさせるので、ＱｏＳを満たし易い。よって、総合的に上り回線の周波数利用効率を改善することができる。

なお、許容遅延時間に対する残り時間に余裕がないデータに対しては全サブチャネルについてＣＱＩを報告するように要求するのは、このデータに対しては早く周波数割当をしなければ、許容遅延時間、すなわちＱｏＳを満たせなくなるからである。一方、許容遅延時間に対する残り時間に余裕があるデータは、周波数割当の自由度が多少減少しても、最終的にはＱｏＳである許容遅延時間を満たすことができると予想される。

また、本実施の形態において、通信端末宛てのデータの許容遅延時間に対する残り時間を容易に判断できるのは基地局である。基地局の送信キューにおける経過時間を容易に把握できるためである。

図１５Ａおよび図１５Ｂは、本実施の形態による効果を定量的に評価した結果である。評価条件は、通信端末数：１０、サブチャネル数：３２、ＭＣＳ表現ビット：５、伝送フレーム数：５とした。

図１５Ａは、許容遅延時間に対する残り時間が多いデータの受信先である通信端末の占有率（Ｃ.Ｄ.Ｆ.）に対する全通信端末の総ＣＱＩ情報量を示したグラフである。プロットＰ１が従来方式の結果を示しており、プロットＰ２が本実施の形態による結果を示している。また、図１５Ｂは、Ｃ.Ｄ.Ｆ.に対するＣＱＩ情報量の削減割合を示したグラフである。このように、本実施の形態により、ＣＱＩ情報量を最大で１３％削減可能なことがわかる。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る基地局装置は、伝送レートの低い通信端末に対し、全サブチャネルのうち、受信品質の良好な所定数のサブチャネルのＣＱＩを報告するように指示する。

本実施の形態に係る基地局装置の基本的構成は、実施の形態１に示した基地局装置と同様であるので、その説明を省略し、異なる構成である割当制御情報生成部について以下説明する。なお、基本的動作は同一であるが、詳細な点で少し違いがある構成要素には、同一の番号にアルファベットの小文字を付して示す。

図１６は、本実施の形態に係る割当制御情報生成部１１７ａの主要な構成を示すブロック図である。なお、この割当制御情報生成部１１７ａは、実施の形態１に示した割当制御情報生成部１１７と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

割当制御情報生成部１１７ａは、ＣＱＩ取出部１１６から出力される各通信端末のＣＱＩと、受信データの許容遅延時間と、要求される伝送レートとを利用して、周波数割当、ＭＣＳパラメータ、およびフォーマット指示情報を決定する。実施の形態１と異なるのは、上位レイヤのＱｏＳ管理部から出力されるパラメータが、許容遅延時間および要求伝送レートの２つになったことと、各通信端末からのＣＱＩ報告に受信変動の状態を示す受信変動判定情報も含めて報告してもらうこと、の２点である。

ＣＱＩ取出部１１６は、各通信端末からのＣＱＩ（ＭＣＳパラメータおよび、受信変動判定情報）をメモリ１２１へ出力する。上記の要求伝送レートについて、メモリ１２１は、上位レイヤのＱｏＳ管理部（図示しない）から、各通信端末の受信データに対する要求伝送レートを取得してこれを記録し、必要に応じ、周波数割当部１２２およびフォーマット指示情報生成部１２４ａへ出力する。また、メモリ１２１からは、受信変動判定情報も、フォーマット指示生成部１２４ａへ出力される。周波数割当部１２２は、各通信端末の要求伝送レートも考慮して周波数割当を行う。フォーマット指示情報生成部１２４ａは、残り時間、要求伝送レート、および受信変動判定情報の３つのパラメータを用いて、フォーマット指示情報を決定する。

図１７は、割当制御情報生成部１１７ａの処理手順の概略を示したフロー図である。

割当制御情報生成部１１７ａは、通信端末が送信しようとしているデータが初回通信のものか、それとも２回目以降の通信のものであるかを判断する（ＳＴ４０１０）。そして、このデータが初回通信のものである場合、通信端末に、回線内の全サブチャネルについてＣＱＩを報告するよう指示する（ＳＴ４０２０）。

ＳＴ４０１０において、２回目以降の通信のデータと判断された場合、割当制御情報生成部１１７は、このデータの要求される伝送レートを第１閾値と閾値判定して（ＳＴ４０３０）、伝送レートが第１閾値未満、すなわち伝送レートが低いと判定された場合は、さらに、このデータの許容遅延時間に対する残り時間を算出し、これを第２閾値と閾値判定して（ＳＴ４０４０）、残り時間が第２閾値未満、すなわち残り時間が少ないと判定された場合は、次に、受信変動を第３閾値と閾値判定し（ＳＴ４０５０）、受信変動（受信変動として、各サブチャネルの受信ＳＩＲの分散値などが用いられる）が第３閾値未満、すなわち受信変動が緩やかと判定された場合、受信品質の良好なｎサブチャネルのＣＱＩを報告するよう、より詳細には、受信品質の良好な方からｎ個のサブチャネルを選択し、この選択されたサブチャネルＩＤとＩＤに対応するサブチャネルのＣＱＩについて報告するよう指示する（ＳＴ４０６０）。受信変動が緩やかでないと判定された場合は、ＳＴ４０２０に進む。なお、受信変動が緩やか、もしくは、激しいを判定するのは、伝送レートが低いデータを受信する通信端末のＣＱＩ報告方法を「全てのサブチャネルのＣＱＩを報告する」か、「受信品質の良好な方からｎ個のサブチャネルを選択し、この選択されたサブチャネルについてＣＱＩを報告する」かを判定させるためである。

ＳＴ４０３０で伝送レートが高いと判定された場合も、割当制御情報生成部１１７ａは、さらに、このデータの許容遅延時間に対する残り時間を第２閾値と閾値判定して（ＳＴ４０７０）、残り時間が少ないと判定された場合はＳＴ４０２０に進み、残り時間が多いと判定された場合は今回、周波数割当によって割り当てたサブチャネルについてのみＣＱＩを報告するよう指示する（ＳＴ４０８０）。なお、ＳＴ４０４０で残り時間が多いと判定された場合も、ＳＴ４０８０に進む。

図１８Ａ〜Ｃは、基地局の上記の指示によって、通信端末が報告するＣＱＩの報告内容の違いを具体的に示した図である。

図１８Ａは、ＳＴ４０２０のＣＱＩ報告方法による報告対象のサブチャネルを示したものである。通信端末は、通信回線の帯域幅に含まれるサブチャネル番号０〜（Ｎ−１）の全サブチャネルについてＣＱＩを報告すると共に、受信変動判定情報についても報告する。

図１８Ｂは、ＳＴ４０８０のＣＱＩ報告による報告対象のサブチャネルを示したものである。通信端末は、今回の周波数割当によって割り当てられたサブチャネル番号１、２のサブチャネルについてのみＣＱＩを報告すると共に、受信変動判定情報についても報告する。

図１８Ｃは、ＳＴ４０６０のＣＱＩ報告による報告対象のサブチャネルを示したものである。通信端末は、受信品質の良好な方からｎ個（ここでは、ｎ＝３の場合）のサブチャネルを選択し、この選択されたサブチャネル（サブチャネル番号＃１、＃２、＃Ｎ−１）のサブチャネルＩＤとＩＤに対応するＣＱＩを報告すると共に、受信変動判定情報についても報告する。なお、図１８Ｃの例では、ｎ＝３としたが、ｎはこの値に限定するものではない。

本実施の形態に係る基地局装置から送信される割当制御情報のフレームフォーマットは、実施の形態１と同様であるが、フォーマット指示情報に「２」、すなわち「受信品質の良い順にｎサブチャネルについてＣＱＩを報告」という情報が追加されている点が異なる。

要求伝送レートが高速であるか低速であるか判定は、要求割当サブチャネル数を用いる。例えば、要求割当サブチャネル数が２サブチャネル未満の場合、要求伝送レートが低速であるデータと判定する。また、要求割当サブチャネル数が２サブチャネル以上の場合、要求伝送レートが高速であるデータと判定する。

図１９は、本実施の形態に係るフォーマット指示情報と、許容遅延時間に対する残り時間／要求伝送レート／受信変動判定情報との対応関係を示す図である。

また、受信変動判定情報とは、各通信端末の受信変動度合いを示すものである。具体的には、「０」は受信変動が緩やかな状態を示し、「１」は受信変動が激しい状態を示す。図１９の受信変動判定情報の欄に示された「―」は、「０」でも「１」でも良いことを意味する。

図２０は、本実施の形態に係る基地局装置から送信される伝送レート情報通知用のフレームフォーマットを示す図である。基地局は、これを用いて、各通信端末に対して要求伝送レートが高速であるか、低速であるか通知する。

なお、伝送レートの通知には、データ送信より先に受信処理される、スケジューリング情報（割当制御情報、変調パラメータ、データサイズ、データを復調するために必要な情報などを含む）を他の制御チャネルで通知してもよい。

次いで、本実施の形態に係る通信端末について説明する。

本実施の形態に係る通信端末は、実施の形態１で示した通信端末と同様の基本的構成を有しているため、詳細な説明は省略するが、復号化部１６２が、割当制御情報に加え、要求伝送レート情報をＣＱＩ生成部１６３ａ（ＣＱＩ生成部１６３と同様の構成）に出力する点が異なる。

図２１は、本実施の形態に係るＣＱＩ生成部１６３ａ内部の主要な構成を示すブロック図である。実施の形態１に示したＣＱＩ生成部１６３と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

受信変動判定情報決定部２７１は、伝送路推定部１６１から出力されたサブチャネル毎の伝送路品質情報（ＳＩＲ値）の平均と分散とを算出する。そして、算出したＳＩＲの分散値に基づいて、受信変動判定情報（「０」または「１」）を決定し、報告ＣＱＩ生成部１７４ａへ出力する。

本実施の形態では、通信端末は、ＣＱＩ報告時にＭＣＳパラメータだけでなく、通信端末の受信変動の度合いを示すパラメータである受信変動情報を報告する。受信変動判定情報決定部２７１は、全サブチャネルのＳＩＲの分散値に基づいて、受信変動判定情報を決定する。

受信判定情報を決定は、例えば、（全サブチャネルの受信ＳＩＲの分散値）＜３．０の場合、受信変動が緩やかであると判定し、受信変動判定情報を「０」に設定する。また、（全サブチャネルの受信ＳＩＲの分散値）≧３．０の場合、受信変動が激しいと判定し、受信変動判定情報を「１」に設定する。

報告ＣＱＩ生成部１７４ａは、フォーマット指示情報に従って、ＣＱＩフレームを生成する。なお、初回ＣＱＩ報告時には、要求伝送レートと受信変動判定情報とだけに基づいてＣＱＩを生成する。

図２２は、ＣＱＩ生成部１６３ａの処理手順を示すフロー図である。実施の形態１で示したＣＱＩ生成部１６３のフローと異なる手順のみ説明する。

ＣＱＩ生成部１６３ａは、ＳＴ３０４０でフォーマット指示情報が０でない場合、次に、フォーマット指示情報が１であるか否か判断し（ＳＴ５０１０）、フォーマット指示情報が１であった場合、基地局から通知された割当制御情報によって割り当てされたサブチャネルについてのみＣＱＩを生成する（ＳＴ３０６０）。フォーマット指示情報が「１」でなかった場合、すなわちフォーマット指示情報が「２」だった場合、受信品質の良好なｎサブチャネルについてのＣＱＩを生成する（ＳＴ５０２０）。

図２３Ａおよび図２３Ｂは、本実施の形態に係るＣＱＩ報告方法の切り替わりを説明するための図である。

ここで、ＲＭ１、ＲＭ２は、実施の形態１で説明した通りで、ＲＭ３は、受信品質の良好な方から順にｎサブチャネルのＣＱＩを報告するＣＱＩ報告方法を指し、実際に選択されているＣＱＩ報告方法に斜線を付して示すこととする。実施の形態１と異なるのは、残り時間に加え、さらに要求伝送レートもが考慮されることと、ＲＭ１とＲＭ３のいずれかが選択される場合があることである。詳細については、実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。

このように、本実施の形態によれば、要求される伝送レートが低いデータの場合、通信端末が報告するＣＱＩは、全サブチャネルの中で受信品質の良い順にｎチャネル分のサブチャネルＩＤと、ＩＤに対応するサブチャネルのＣＱＩとに限定する。これにより、通信端末の伝送レートを満たしつつ、ＣＱＩ情報量を削減することができ、上り回線の通信効率を改善することができる。

また、本実施の形態によれば、伝送レートが低速であると判定された通信端末は、全サブチャネルの中で受信品質の良い順にｎチャネル分のＣＱＩだけを報告すると共に、このｎチャネルのＩＤを報告する。

許容遅延時間に対する残り時間が少なく、かつ伝送レートが低速と判定された通信端末は、全サブチャネルのＣＱＩを報告しても、実際に割り当てられるサブチャネル数は少ない。上記のように、全サブチャネルの中で受信品質の良好なサブチャネルのＣＱＩのみを報告することにより、実際に周波数割当が行われたサブチャネルが受信品質の良好なサブチャネルに該当する可能性を高めつつ、ＣＱＩの情報量を削減することができる。

図２４Ａおよび図２４Ｂは、本実施の形態による効果を定量的に評価した結果である。評価条件は、実施の形態１と同様で、通信端末数：１０、サブチャネル数：３２、ＭＣＳ表現ビット：５、伝送フレーム数：５とした。

図２４Ａは、許容遅延時間に対する残り時間が多いデータの受信先である通信端末の占有率（Ｃ.Ｄ.Ｆ.）に対する全通信端末の総ＣＱＩ情報量を示したグラフである。プロットＰ１、２については実施の形態１で説明した通りで、プロットＰ３が本実施の形態による結果を示している。また、図２４Ｂは、Ｃ.Ｄ.Ｆ.に対するＣＱＩ情報量の削減割合を示したグラフである。このように、本実施の形態により、ＣＱＩ情報量を最大で２９％削減可能なことがわかる。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係る基地局装置は、実施の形態２に示した基地局装置よりもさらに多数のフォーマット指示情報、すなわちＣＱＩ報告方法のバリエーションを有する。

具体的には、実施の形態２に加え、ＣＱＩ報告方法とフォーマット指示情報において、さらに、「既に割り当てられたサブチャネルのＣＱＩと、割当帯域外で受信品質の良好なｎサブチャネルのＣＱＩとを報告させるＣＱＩ報告方法」を指示するフォーマット指示情報「３」、および、「前回のＣＱＩ報告時と同一のサブチャネルのＣＱＩを報告させるＣＱＩ報告方法」を指示するフォーマット指示情報「４」が追加される。

また、本実施の形態に係る基地局装置は、受信変動判定情報についても、実施の形態２と比べより多くのバリエーションを有する。

具体的には、実施の形態２における受信変動判定情報が「０（受信変動が緩やか）」「１（受信変動が激しい）」の２値であったのに対し、本実施の形態では、「０」「１」「２」の３値であり、それぞれは、「０」は受信変動が緩やかな状態を示し、「１」は受信変動がやや激しい状態を示し、「２」は受信変動が激しい状態を示している。すなわち、さらなるバリエーションとして中間値（受信変動がやや激しい状態）を有している。本実施例において、新たに「受信変動がやや激しい状態」という受信変動判定情報のレベルを増やしたのは、低速の伝送レートでかつ、許容遅延時間に対する残り時間が少ないデータを受信する通信端末のＣＱＩ報告方法（３つ：フォーマット指示情報「０」、「２」、「４」）を判定するためである。また、高速の伝送レートでかつ、許容遅延時間に対する残り時間が多いデータを受信する通信端末のＣＱＩ報告方法（３つ：フォーマット指示情報「１」「３」「４」）の判定においても、同様の処理を行う。

なお、本実施の形態に係る基地局装置は、実施の形態１、２で示した基地局装置と同様の基本的構成を有しているため、その説明を省略する。

図２５は、本実施の形態に係るフォーマット指示情報と、許容遅延時間に対する残り時間／要求伝送レート／受信変動判定情報との関係を示す図である。この図の受信変動判定情報の欄において「−」は「０」、「１」、「２」のいずれの値も取り得ることを示す。

例えば、許容遅延時間に対する残り時間に余裕があり、高速の伝送レートが要求されるデータを受信する通信端末の受信変動が激しい場合には、基地局はこの通信端末に対し、フォーマット指示情報「３」を送信する。よって、この通信端末は、基地局に対し、既に割り当てられたサブチャネルのＣＱＩと、割当帯域外で受信品質の良好なｎサブチャネル分のサブチャネルＩＤとＩＤに対応するサブチャネルのＣＱＩを結合して報告する。さらに、許容遅延時間に対する残り時間に余裕があり、高速の伝送レートが要求されるデータを受信する通信端末の受信変動がやや激しいと判定される場合には、基地局はこの通信端末に対し、フォーマット指示情報「４」を送信する。よって、この通信端末は、基地局に対し、前回のＣＱＩ報告時と同一のサブチャネルのＣＱＩを報告する。

また、許容遅延時間に対する残り時間に余裕がなく、低速の伝送レートが要求されるデータを受信する通信端末の受信変動が緩やかである場合には、基地局はこの通信端末に対し、フォーマット指示情報「４」を送信する。よって、この通信端末は、基地局に対し、前回のＣＱＩ報告時と同一のサブチャネルについてＣＱＩ報告を行う。さらに、許容遅延時間に対する残り時間に余裕がなく、低速の伝送レートが要求されるデータを受信する通信端末の受信変動がやや激しいと判定される場合には、基地局はこの通信端末に対し、フォーマット指示情報「２」を送信する。フォーマット指示情報「２」のＣＱＩ報告については、実施の形態２で述べたので、ここでは詳細に述べない。

図２６Ａおよび図２６Ｂは、基地局の上記の指示によって、通信端末が報告するＣＱＩ内容の違いを具体的に示した図である。

図２６Ａは、フォーマット指示情報「３」によるＣＱＩ報告方法の報告対象のサブチャネルを示したものである。通信端末は、周波数割当によって割り当てられたサブチャネル番号３、４のサブチャネルのＣＱＩと、周波数割当帯域外のサブチャネルで受信品質の良好な方から２つのサブチャネル（０、Ｎ−２）を選択して、このサブチャネルについてのＣＱＩと、選択されたサブチャネルを識別する情報Ｓｕｂ−ＣＨ０、Ｓｕｂ−ＣＨ（Ｎ−１）と、受信変動判定情報とを報告する。

図２６Ｂは、フォーマット指示情報「４」によるＣＱＩ報告方法の報告対象のサブチャネルを示したものである。通信端末は、前回のＣＱＩ報告時に報告したサブチャネル１〜４と同一のサブチャネル１〜４についてＣＱＩを報告すると共に、受信変動判定情報についても報告する。

次いで、本実施の形態に係る通信端末について説明する。

本実施の形態に係る通信端末も、実施の形態１、２で示した通信端末と同様の基本的構成を有しているため、その説明を省略する。

図２７は、ＣＱＩ生成部の処理手順を示すフロー図である。実施の形態１、２で示したフローと異なる手順のみ説明する。

ＣＱＩ生成部は、ＳＴ５０１０でフォーマット指示情報が１でない場合、次に、フォーマット指示情報が２であるか否か判断し（ＳＴ７０１０）、フォーマット指示情報が２であった場合、受信品質の良好なｎサブチャネルについてＣＱＩを生成する（ＳＴ５０２０）。フォーマット指示情報が「２」でなかった場合、次に、フォーマット指示情報が３であるか否か判断し（ＳＴ７０２０）、フォーマット指示情報が３であった場合、基地局から割り当てられたサブチャネルと割当帯域外で受信品質の良好なｎサブチャネルとについてＣＱＩを生成する（ＳＴ７０３０）。フォーマット指示情報が３でなかった場合、つまり、フォーマット指示情報が４であった場合、前回報告時と同一のサブチャネルについてＣＱＩを生成する（ＳＴ７０４０）。

図２８Ａおよび図２８Ｂは、本実施の形態に係るＣＱＩ報告方法の切り替わりを説明するための図である。

ここで、ＲＭ１〜ＲＭ３は、実施の形態１、２で説明した通りで、ＲＭ４は、周波数割当の行われたサブチャネルのＣＱＩと、割当帯域外で、かつ受信品質の良好な方からｎサブチャネルのＣＱＩを報告するＣＱＩ報告方法を示し、ＲＭ５は、前回報告したサブチャネルと同じサブチャネルについてＣＱＩを報告するＣＱＩ報告方法を示す。実施の形態２と異なるのは、ＲＭ１〜ＲＭ５が併用される場合があることである。詳細については説明を省略する。

このように、本実施の形態によれば、基地局は通信端末に対し、周波数割当の行われたサブチャネルのＣＱＩに加え、割当の行われなかったサブチャネルの中で受信品質の良好な方からｎサブチャネルのＣＱＩを報告させることにより、周波数スケジューリングにおいて、許容遅延時間が大きく、かつ要求伝送レートが高速であるデータを割り当てる際のチャネル選択の自由度を向上させることができる。

また、本実施の形態によれば、基地局は、伝送レートが高速であると判定され、かつ許容遅延時間に対する残り時間が多いと判定された通信端末には、前回報告したＣＱＩのサブチャネルと同一のサブチャネルのＣＱＩを報告させる。これにおいても、周波数割当において、サブチャネル選択の自由度を向上させることができる。

例えば、本実施の形態によれば、連続して残り時間が多いと判定された通信端末は、徐々に利用できるサブチャネル領域（サブチャネル選択の自由度）が狭まっていく可能性があるが、上記の構成を採ることにより、周波数割当において、サブチャネル選択の自由度を維持することができる。

以上、本発明の各実施の形態について説明した。

本発明に係る基地局装置、通信端末装置、およびマルチキャリア通信方法は、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り、各実施の形態は、適宜組み合わせて実施することも可能である。

例えば、各実施の形態において、複数のＣＱＩ報告方法を示した。そして、各実施の形態を総合すると、本発明は、各通信端末の送信データの許容遅延時間に対する残り時間、伝送レート、および伝送路環境に基づいて、複数の所定のＣＱＩ報告方法を切り替えて使用する発明と言うこともできる。

例えば、実施の形態１によれば、前回のＣＱＩ報告時に残り時間が多いと判定された通信端末が、今回のＣＱＩ報告時で許容遅延時間に対する残り時間が少ないと判定された場合、「全サブチャネルのＣＱＩを報告する」設定に切り替える。

また、実施の形態２によれば、前回のＣＱＩ報告時に許容遅延時間に対する残り時間が多いと判定された通信端末が、今回のＣＱＩ報告時で許容遅延時間に対する残り時間が少ないと判定された場合、「全サブチャネルのＣＱＩを報告する」設定か、または「受信品質の良い順にｎチャネル分のＣＱＩを報告する」設定に切り替える。

また、実施の形態３によれば、前回のＣＱＩ報告時に許容遅延時間に対する残り時間が少ないと判定され、伝送レートが低速であると判定された通信端末は、「全サブチャネルのＣＱＩを報告する」設定か、「受信品質の良い順にｎチャネル分のＣＱＩを報告する」設定か、または「前回報告時のＣＱＩのサブチャネルと同じサブチャネルのＣＱＩを報告する」設定に切り替える。

よって、本発明が各実施の形態の構成を採ることにより、各通信端末の残り時間等を毎回判定して、適切なＣＱＩ報告方法を選択することができ、許容遅延時間および所要伝送レートを満たしつつ、ＣＱＩの情報量を削減することが実現できる。

なお、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、本発明に係るマルチキャリア通信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、本発明に係る基地局装置および通信端末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３日出願の特願２００５−２２５８９２に基づく。この内容はすべてここに含めておく。

本発明に係る基地局装置、通信端末装置、およびマルチキャリア通信方法は、ＯＦＤＭ方式の移動体通信システムに適用することができる。

本発明は、基地局装置、通信端末装置、およびマルチキャリア通信方法に関する。

無線通信システムにおいて、高いスループットを得るために、通信端末は、ＣＱＩ（Channel Quality Indicator）と呼ばれる回線品質情報を基地局に報告し、基地局は、報告されたＣＱＩに基づいて送信時の変調パラメータ（ＭＣＳ：Modulation Coding Scheme）を決定する技術がある。

しかし、この技術が、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex）等の高伝送レートのマルチキャリア通信システムに適用されると、チャネル数も多くなり、また収容される通信端末数も多くなるため、基地局に報告されるＣＱＩの情報量も膨大となり、上り回線のオーバヘッド量が増大し、通信効率が低下するという問題がある。

この問題を解決するために、例えば特許文献１には、基地局は、報告されたＣＱＩに基づいて各通信端末ごとの割り当てサブキャリア数を決定し、これを各通信端末に通知し、各通信端末は、受信品質のより良好な方から割り当てサブキャリア数だけのサブキャリアを選択し、このサブキャリアのＣＱＩだけを基地局に報告することにより、報告されるＣＱＩの情報量を削減する技術が開示されている。
国際公開第２００５／０２０４８９号パンフレット（第１２頁、第１９−２４行）

しかしながら、特許文献１開示の技術では、基地局が、本来の通信データとは別個に、各通信端末に対し割り当てサブチャネル数を通知する必要があるため、周波数利用効率が悪いという問題がある。

また、実際の通信データの内容を考慮すると、以下の問題も生じることに気付く。すなわち、ある通信端末はインターネットＴＶ等の動画をストリーミング受信し、ある通信端末はＷｅｂサイトのテキスト文を単に閲覧しているというように、通信端末によって通信対象のデータは異なり、伝送レートも異なる。また、ある通信端末は音声によるリアルタイム通信を行い、ある通信端末は電子メールの交換をしているというように、通信端末によって通信のリアルタイム性も異なってくる。このように、各通信端末ごとに所要品質（ＱｏＳ：Quality of Service）、具体的には、最低伝送レート、誤り率、許容遅延時間等は異なってくる。ところが、通信端末によってＱｏＳが異なる環境下で、特許文献１開示の技術を適用すると、全通信端末に対し一律にサブキャリア数が制限されるため、ＱｏＳが緩い（許容遅延時間に対する残り時間が多い）通信端末は余裕をもってＱｏＳを満たすことができるのに対し、ＱｏＳが厳しい（許容遅延時間に対する残り時間が少ない）通信端末はＱｏＳを満たせないという問題が発生する。よって、通信システムのスループットが低下する。

よって、本発明の目的は、ＱｏＳを満たしつつ周波数利用効率を改善し、通信システムのスループットを向上させることができる基地局装置、通信端末装置、およびマルチキャリア通信方法を提供することである。

本発明の基地局装置は、通信端末から報告されるＣＱＩに基づいて、当該通信端末にサブチャネルを割り当てる割当手段と、前記通信端末が送信するデータの、許容遅延時間に対する残り時間を判定する判定手段と、前記残り時間が所定時間以上の通信端末に対し、割り当てられたサブチャネルについてＣＱＩを報告するよう指示する指示手段と、を具備する構成を採る。

本発明によれば、ＱｏＳを満たしつつ周波数利用効率を改善し、通信システムのスループットを向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る基地局装置の主要な構成を示すブロック図である。ここでは、クローズド・ループ型の通信システムで、サブチャネル毎にＭＣＳパラメータを選択して送信する通信システムを例にとって説明する。なお、サブチャネルとは、単一または複数のサブキャリアからなる帯域の総称であり、周波数スケジューリング（周波数割当）、適応変調の制御単位である。

本実施の形態に係る基地局装置は、主に、送信部１００と受信部１１０とアンテナ１２０とからなる。そして、送信部１００は、切替部１０１、符号化部１０２、変調部１０３、ＩＦＦＴ部１０４、ＧＩ挿入部１０５、および送信ＲＦ部１０６を備え、受信部１１０は、受信ＲＦ部１１１、ＧＩ除去部１１２、ＦＦＴ部１１３、復調部１１４、復号化部１１５、ＣＱＩ取出部１１６、および割当制御情報生成部１１７を備える。

本実施の形態に係る基地局装置の各部は以下の動作を行う。まず、送信部１００について説明する。

切替部１０１は、送信データまたは割当制御情報生成部１１７から出力される割当制御情報のいずれかの情報を、切り替えて符号化部１０２に出力する。符号化部１０２は、切替部１０１から出力された送信データまたは割当制御情報に対し、割当制御情報生成部１１７から出力される割当制御情報に含まれる符号化率によって誤り訂正符号化を施し、得られる符号化信号を変調部１０３に出力する。変調部１０３は、割当制御情報生成部１１７から出力される割当制御情報に含まれる変調多値数に基づいて、符号化部１０２から出力される符号化信号に対し、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ等の多値変調をサブチャネル毎に行う。ＩＦＦＴ部１０４は、サブチャネル毎に変調された信号を逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）し、複数の直交キャリアで多重する。ＧＩ挿入部１０５は、遅延波によるシンボル間干渉（ＩＳＩ）を低減するために、ＩＦＦＴ部１０４から出力される多重信号にガードインターバル（ＧＩ）を挿入する。送信ＲＦ部１０６は、ＧＩ挿入部１０５から出力されるベースバンド信号の周波数帯域を無線周波数（ＲＦ）に変換し、アンテナ１２０より通信端末に送信する。

次に、受信部１１０について説明する。

受信ＲＦ部１１１は、アンテナ１２０を介して、各通信端末からの信号を受信し、無線周波数の信号をベースバンド信号に周波数変換する。ＧＩ除去部１１２は、ベースバンドの受信信号からガードインターバルを除去する。ＦＦＴ部１１３は、ガードインターバルが除去された受信信号に対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を施し、周波数領域のデータに変換する。復調部１１４は、ＦＦＴ部１１３から出力された受信信号を復調して復調信号を得る。復号化部１１５は、復調部１１４から出力される復調信号を誤り訂正復号化する。ＣＱＩ取出部１１６は、復号化部１１５から出力された復号信号に含まれる受信情報の中から、各通信端末が送信したＣＱＩを取り出し、これを割当制御情報生成部１１７へ出力する。

割当制御情報生成部１１７は、ＣＱＩ取出部１１６から出力された各通信端末のＣＱＩと受信データの許容遅延時間までの残り時間とを利用して、各通信端末に周波数割当を行うと共に、ＭＣＳパラメータおよびフォーマット指示情報も決定する。割当制御情報生成部１１７は、決定した割当サブチャネルの識別情報（ＩＤ）、ＭＣＳパラメータ、およびフォーマット指示情報を結合することにより割当制御情報を生成し，これを切替部１０１、符号化部１０２、および変調部１０３に出力する。ここで、ＭＣＳパラメータとは、誤り訂正符号化の符号化率、変調多値数、リピティション数等のパラメータのことであり、フォーマット指示情報とは、通信端末の次回のＣＱＩ報告時のフレームフォーマットを指定するものである。

図２は、割当制御情報生成部１１７内部の主要な構成を示すブロック図である。

メモリ１２１には、ＣＱＩ取出部１１６から各通信端末のＣＱＩが、上位レイヤのＱｏＳ管理部（図示しない）からは各通信端末宛のデータにそれぞれ設定されている許容遅延時間が入力される。この許容遅延時間とは、そのデータが要求されるリアルタイム性に応じて設定される時間のことであり、データ受信までに待つことのできる時間、すなわち、データが基地局の送信キューに格納されてから、送信が行われ、通信端末で正しく受信し終わるまでの処理に許容される最大遅延時間のことである。メモリ１２１は、これらのデータを所定時間保持し、要求に応じてＣＱＩを周波数割当部１２２およびＭＣＳ抽出部１２３へ出力し、また、許容遅延時間を周波数割当部１２２およびフォーマット指示情報生成部１２４へ出力する。

周波数割当部１２２は、ＣＱＩおよび許容遅延時間を用いて各通信端末に対し周波数割当を行い、割当てたサブチャネルのサブチャネルＩＤを、ＭＣＳ抽出部１２３、割当制御情報結合部１２５、およびメモリ１２１へ出力する。

ＭＣＳ抽出部１２３は、周波数割当部１２２から出力された各通信端末の割当サブチャネルＩＤを受け取った後、メモリ１２１から出力される各通信端末のＣＱＩに基づいて、割当サブチャネルＩＤに対応するＭＣＳパラメータを抽出する。抽出されたＭＣＳパラメータは、割当制御情報結合部１２５へ出力される。

フォーマット指示情報生成部１２４は、メモリ１２１から出力される各通信端末宛のデータの許容遅延時間から、各データの許容遅延時間に対する残り時間を算出する。具体的には、内部タイマを参照することにより、そのデータが送信キューに格納されてからの経過時間を算出し、許容遅延時間から経過時間を減じることにより、上記の残り時間を算出する。そして、フォーマット指示情報生成部１２４は、算出された残り時間を閾値判定し、判定結果に応じたＣＱＩフレームのフォーマット指示情報を割当制御情報結合部１２５に出力する。

上記のフォーマット指示情報は、次回、通信端末においてＣＱＩ報告時に使用されるフレームのフォーマットを指定する情報であり、例えば、「０」「１」である。そして、フォーマット指示情報「０」は、残り時間が少ないデータに対応するものであり、通信端末に対し「全サブチャネルについてＣＱＩを報告するＣＱＩ報告方法」を指定する。また、フォーマット指示情報「１」は、残り時間が多いデータで、かつ２回目以降のＣＱＩ報告時の場合に対応するものであり、通信端末に対し「周波数割当によって割り当てられたサブチャネルについてのみＣＱＩを報告するＣＱＩ報告方法」を指定する。

割当制御情報結合部１２５は、各通信端末の割当サブチャネルＩＤ、このＩＤに対応するサブチャネルのＭＣＳパラメータ情報、および次回報告するＣＱＩのフレームフォーマットを指示するフォーマット指示情報を結合し、割当制御情報を生成する。生成された割当制御情報は、送信部１００によって各通信端末へ送信される。

上記の構成を採ることにより、割当制御情報生成部１１７は、算出された許容遅延時間に対する残り時間が多いか少ないかによって、通信端末の次回のＣＱＩ報告方法を変えることができる。すなわち、割当制御情報生成部１１７は、ＣＱＩフレームのフォーマット指示情報を通信端末に通知することにより、次回のＣＱＩ報告時に使用されるＣＱＩフレームのフォーマットを指定し、事実上、通信端末の次回のＣＱＩ報告方法を制御することができる。

割当制御情報生成部１１７は、より詳細には、各データの許容遅延時間に対する残り時間として、下記に示すパケットタイムアウト値Ｐｔを用いる。このパケットタイムアウト値Ｐｔは、上記の残り時間を送信フレームタイミング間隔（フレーム数）で表現したパラメータである。そして、ＱｏＳを満たす範囲で送信を行っている場合、Ｐｔは０以上の正の整数をとり、対象パケットが通信端末で正常受信されずに基地局の送信キューにとどまっている場合、毎フレームが経過するごとに１ずつ減算（デクリメント）される。パケットタイムアウト値が負の値となった場合、基地局は、そのパケットを破棄する。

図３は、パケットタイムアウト値Ｐｔとフレームタイミングとの関係を具体的に示した図である。また、図４は、各データの許容遅延時間とＰｔ値との対応関係を示した図である。

図３の横軸は時間を示し、Ｔ_０〜Ｔ_Ｎは送信フレームタイミングを示す。送信キューに存在するデータは、送信フレームインターバル単位で送信される。例えば、送信キューが、図４に示すデータ＃１〜＃３までの３つのデータを格納していると仮定する。図４は、送信キューにデータ＃１〜＃３までの３つのデータが存在することを示し、図３では、現時点をＴ_０とする。図３および図４のデータ＃１は、送信フレームタイミングＴ_１まで遅延（送信フレームインターバルを１つ分遅れる）を許容できるため、Ｐｔ＝１と表現される。また、図３のデータ＃２は、送信フレームタイミングＴ_２まで遅延を許容できるため、Ｐｔ＝２と表現され、同様に、データ＃３は、Ｐｔ＝Ｎと表現される。なお、Ｐｔ＝０は、直ちに割り当てなければならないことを意味する。

そして、割当制御情報生成部１１７は、例えば、２を閾値として、Ｐｔと大小比較を行い、Ｐｔ値が２未満の場合、許容遅延時間に対する残り時間が少ないデータと判定する。また、Ｐｔ値が２以上の場合、許容遅延時間に対する残り時間が多いデータと判定する。なお、同一の通信端末に対し、残り時間の異なる複数のデータを送信することになった場合は、最も残り時間の少ないデータのＰｔ値を、その通信端末に対するＰｔ値とする。なお、ここでは、閾値が２である場合を例にとって説明したが、閾値は２に限定されるものではない。

図５は、割当制御情報生成部１１７の処理手順の概略を示したフロー図である。

割当制御情報生成部１１７は、通信端末が送信しようとしているデータが初回通信のものか、それとも２回目以降の通信のものであるかを判断する（ＳＴ１０１０）。そして、このデータが初回通信のものである場合、通信端末に、回線内の全サブチャネルについてＣＱＩを報告するよう指示する（ＳＴ１０２０）。ＳＴ１０１０において、２回目以降の通信のデータと判断された場合、割当制御情報生成部１１７は、このデータの許容遅延時間に対する残り時間を算出し、これを閾値判定して（ＳＴ１０３０）、残り時間が閾値未満、すなわち残り時間が少ないと判定された場合は、全サブチャネルについてＣＱＩを報告するよう指示する（ＳＴ１０２０）。ＳＴ１０３０で残り時間が閾値以上である場合、割当制御情報生成部１１７は、通信端末に、今回、周波数割当によって割り当てたサブチャネルについてのみＣＱＩを報告するよう指示する（ＳＴ１０４０）。なお、割当制御情報生成部１１７の処理手順のより詳細なフローは、基地局全体の処理手順も含めて、後ほど示す。

図６は、基地局の上記の指示によって、通信端末が報告するＣＱＩがどのように変化するか、具体的に示した図である。

図６の上段は、初回ＣＱＩ報告時、または２回目以降で許容遅延時間に対する残り時間が少ない場合のＣＱＩ報告時の報告対象のサブチャネルを示したものである。この図に示すように、通信端末は、初回ＣＱＩ報告時または２回目以降で許容遅延時間に対する残り時間が少ない場合のＣＱＩ報告時には、通信回線の帯域幅に含まれるサブチャネル番号０〜（Ｎ−１）の全サブチャネルについてＣＱＩを報告する。例えば、通信帯域内のサブチャネル数を１６、ＣＱＩビット数を２ビットとすると、初回のＣＱＩ報告に必要な情報量は、３２ビットである。なお、各サブチャネルで報告されるＣＱＩ情報は、ＭＣＳビットやＳＩＲ情報等がある。

ところが、２回目以降、許容遅延時間に対する残り時間が多い場合のＣＱＩ報告時には、図６の下段に示すように、通信端末は、初回時と異なり、今回の周波数割当によって割り当てられたサブチャネル番号１、２のサブチャネルについてのみＣＱＩを報告する。例えば、上記と同様に、ＣＱＩビット数を２ビットとすると、２回目のＣＱＩ報告に必要な情報量は、４ビットである。よって、２８ビットの削減となっている。

このように、２回目以降の通信において、許容遅延時間に対する残り時間が多いデータについては、基地局が通信端末に対し、全サブチャネルではなく、今回割り当てたサブチャネルについてのみＣＱＩを報告させるので、ＣＱＩの情報量を削減することができる。

図７は、上記の本実施の形態に係る基地局装置と通信を行う、本実施の形態に係る通信端末装置の主要な構成を示すブロック図である。なお、基地局と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

基地局と異なる構成は、送信部１５０において、切替部１５１、受信部１６０において、伝送路推定部１６１、復号化部１６２、およびＣＱＩ生成部１６３である。

送信部１５０の切替部１５１は、基地局の切替部１０１と対象とする信号が異なる。すなわち、切替部１５１は、送信データまたはＣＱＩ生成部１６３から出力されるＣＱＩフレームのいずれかの情報を、切り替えて符号化部１０２に出力する。

一方、受信部１６０の伝送路推定部１６１は、受信信号に含まれるパイロット信号からサブチャネル毎に伝送路品質（例えば、ＳＩＲ）を推定し、推定結果をＣＱＩ生成部１６３に出力する。復号化部１６２は、基本的動作は、基地局の復号化部１１５と同様だが、高速フーリエ変換が施された信号を誤り訂正復号化し、復号化された割当制御情報をＣＱＩ生成部１６３へ出力する。ＣＱＩ生成部１６３は、伝送路推定部１６１から出力された伝送路品質情報と、復号化部１６２から出力された割当制御情報とを利用し、ＣＱＩフレームを生成する。

図８は、ＣＱＩ生成部１６３内部の主要な構成を示すブロック図である。

ＭＣＳ決定部１７１は、伝送路推定部１６１から出力されたサブチャネル毎の伝送路品質情報と、内蔵のＭＣＳテーブルとに基づいて、ＭＣＳパラメータを決定する。決定されたＭＣＳパラメータは、メモリ１７２へ出力される。

メモリ１７２は、ＭＣＳ決定部１７１で決定された各サブチャネルのＭＣＳパラメータと、対応するサブチャネルＩＤとを保持し、ＭＣＳ情報を要求に応じて、報告ＣＱＩ生成部１７４へ出力する。

割当制御情報処理部１７３は、復号化部１６２から出力された割当制御情報から、周波数割当されたサブチャネルＩＤ情報と、次回の報告ＣＱＩフレームフォーマットを指定するフォーマット指示情報と、の２つの情報を取り出して、報告ＣＱＩ生成部１７４へ出力する。

報告ＣＱＩ生成部１７４は、割当サブチャネルＩＤ、このＩＤに対応するＭＣＳ情報、およびフォーマット指示情報の３つから、ＣＱＩフレームを生成する。但し、報告ＣＱＩ生成部１７４は、初回のＣＱＩ報告時には、全サブチャネルについてＣＱＩを生成する。

図９は、ＣＱＩ生成部１６３の処理手順を示すフロー図である。

ＣＱＩ生成部１６３は、伝送路推定部１６１で推定された伝送路品質情報を取得し（ＳＴ３０１０）、これとＭＣＳテーブルとを比較し、各サブチャネルのＭＣＳパラメータを決定する（ＳＴ３０２０）。

そして、基地局から通知される割当制御情報を既に受信しているかどうかを確認し（ＳＴ３０３０）、既に割当制御情報を受信していた場合、ＳＴ３０４０に進み、割当制御情報を受信していなかった場合、通信帯域に含まれる全サブチャネルについてＣＱＩを生成し、報告する（ＳＴ３０５０）。ＳＴ３０４０では、フォーマット指示情報が「０」であるかどうかを確認し、フォーマット指示情報が０であった場合、やはり全サブチャネルについてＣＱＩを生成する（ＳＴ３０５０）。フォーマット指示情報が「０」でなかった場合、すなわちフォーマット指示情報が「１」だった場合、基地局から通知された割当制御情報によって割り当てされたサブチャネルについてのみＣＱＩを生成する（ＳＴ３０６０）。

上記構成を採り、上記動作を行う通信端末装置によって報告されるＣＱＩについては、図５を用いて既に説明した通りである。

図１０は、本実施の形態に係る基地局および通信端末の一連の処理をまとめたシーケンス図である。

通信端末は、パイロット信号を受信し、全てのサブチャネルの回線品質を推定し、ＣＱＩを生成して、基地局に初回のＣＱＩ報告を行う（ＳＴ１０）。

各通信端末からのＣＱＩ報告を受けた基地局は、これらのＣＱＩ報告を用いて周波数割当とＭＣＳパラメータ決定とを行い（ＳＴ２０）、さらに各通信端末宛のデータの許容遅延時間に対する残り時間を算出し、残り時間に応じた次回のＣＱＩ報告方法を決定し（ＳＴ３０）、これを示す割当制御情報を各通信端末に通知する（ＳＴ４０）。

割当制御情報を受信した通信端末は、割当制御情報から次回のＣＱＩ報告方法を指定するフォーマット指示情報を抽出する（ＳＴ５０）。

基地局は、ＳＴ４０にて割当制御情報を送信した後、各通信端末へ、データ送信を行う（ＳＴ６０）。

通信端末は、パイロット信号を用いて全サブチャネルの回線品質を推定し、ＳＴ４０において基地局から通知されたフォーマット指示情報に基づいて、割当サブチャネルについてのみのＣＱＩを生成し（ＳＴ７０）、これにより基地局へ２回目の報告を行う（ＳＴ８０）。

以降、通信が終了するまで、ＳＴ２０〜ＳＴ８０の処理が繰り返される。

次いで、既に説明した本実施の形態に係る基地局装置の動作について、補足説明を行う。

図１１は、本実施の形態に係る基地局装置から送信される割当制御情報のフレームフォーマットの一例を示す図である。

ここでは、割当サブチャネル数が、Ｍ個存在する場合を例にとって説明する。この図に示すように、割当制御情報のフレームは、主に、フォーマット指示情報部、割当サブチャネルＩＤ部、および割当ＭＣＳパラメータ（割当サブチャネルＩＤに対応するＭＣＳパラメータ）部の３つの情報から構成される。なお、この図の例では、フレームの先頭にフォーマット指示情報が配置され、次に割当サブチャネルＩＤと、割当ＭＣＳパラメータとが交互に配置されている例を示したが、これに限定されるものではない。

図１２は、本実施の形態に係る基地局装置の一連の処理手順について示すフロー図である。

本実施の形態に係る基地局装置は、まず、伝送路品質推定用のパイロットシンボルを送信する（ＳＴ２０１０）。次に、報告されたＣＱＩの通信端末ＩＤがメモリ１２１に存在するか（記憶されているか）どうかを確認し（ＳＴ２０２０）、メモリ１２１に既に通信端末ＩＤが存在する場合、フォーマット指示情報に従って、対象サブチャネルＩＤのＣＱＩを更新する（ＳＴ２０３０）。ＳＴ２０２０において通信端末ＩＤが存在しなかった場合、その通信端末ＩＤをメモリ１２１に新規に追加し、全サブチャネルのＣＱＩを保持する（ＳＴ２０４０）。

次に、本実施の形態に係る基地局装置は、メモリ１２１に存在する通信端末ＩＤの中で、ＣＱＩの更新が行われなかった通信端末ＩＤが存在するかどうかを確認し（ＳＴ２０５０）、ＣＱＩの更新が行われなかった通信端末が存在する場合、メモリ１２１から蓄積されている対象通信端末のＩＤとＣＱＩとを削除する（ＳＴ２０６０）。なお、ＣＱＩ報告周期が長い通信端末に対しては、対応する周期毎にＣＱＩ更新を行うので、対応しない周期における通信端末ＩＤの削除は行わない。ＳＴ２０５０において、ＣＱＩの更新が行われなかった通信端末が存在しない場合は、ＳＴ２０６０をスキップする。

次に、本実施の形態に係る基地局装置は、各通信端末のＣＱＩと許容遅延時間とに従って周波数割当（サブチャネル割当）を行う（ＳＴ２０７０）。そして、通信端末毎に、周波数割当されたサブチャネルが存在するかどうかを確認し（ＳＴ２０８０）、周波数割当されたサブチャネルがある端末の場合、ＣＱＩとＭＣＳテーブルとを比較し、割当サブチャネルＩＤに対応するＭＣＳパラメータを決定する（ＳＴ２０９０）。ＳＴ２０８０において、その通信端末に周波数割当されたサブチャネルがない場合は、ＳＴ２０９０をスキップする。

次に、本実施の形態に係る基地局装置は、各通信端末宛てのデータの許容遅延時間に対する残り時間の判定を行い（ＳＴ２１００）、残り時間が少ないと判定された場合は、フォーマット指示情報を０と設定し（ＳＴ２１１０）、残り時間が多いと判定された場合は、フォーマット指示情報を１と設定する（ＳＴ２１２０）。

そして、本実施の形態に係る基地局装置は、各通信端末の割当サブチャネルＩＤと、このＩＤに対応するサブチャネルのＭＣＳパラメータと、フォーマット指示情報とを結合させることにより割当制御情報を生成し、これを各通信端末へ送信し（ＳＴ２１３０）、この各通信端末の割当制御情報に従って、下り回線用の送信データを生成し、送信する（ＳＴ２１４０）。

図１３は、周波数割当時に使用される周波数割当管理テーブルの一例を示したものである。ここでは、通信端末数が４である場合を例にとって説明する。

本実施の形態に係る基地局装置は、各通信端末のＣＱＩ（ＭＣＳビット）と、許容遅延時間に対する残り時間を示すパケットタイムアウト値Ｐｔとから、このテーブルを生成する。このテーブルは、ＣＱＩ報告のあった通信端末のパケットタイムアウト値を小さいものから順に整列したものであり、本実施の形態に係る基地局装置は、このテーブルを用いることにより、受信品質の良い方（ＭＣＳビットが大きい方）のサブチャネル（Ｓｕｂ−ＣＨ）から順に、周波数割当を行う。

例えば、各通信端末に対して１サブチャネルずつを割り当てると仮定すると、通信端末＃３にはＳｕｂ−ＣＨ＃１が割り当てられ、通信端末＃１にはＳｕｂ−ＣＨ＃２が割り当てられ、通信端末＃２にはＳｕｂ−ＣＨ＃Ｎが割り当てられ、通信端末＃４にはＳｕｂ−ＣＨ＃３が割当てられる。

図１４Ａ〜Ｃは、本実施の形態に係るＣＱＩ報告方法の切り替わりを説明するための図である。ここで、ＲＭ１（Report Method 1）は、全サブチャネルのＣＱＩを報告するＣＱＩ報告方法を指し、ＲＭ２（Report Method 2）は、周波数割当によって割り当てられたサブチャネルのＣＱＩのみを報告するＣＱＩ報告方法を指し、実際に選択されているＣＱＩ報告方法に斜線を付して示すこととする。

図１４Ａは、１回目から３回目までのＣＱＩ報告時点で、ある通信端末宛てのデータの許容遅延時間に対する残り時間がいずれも少ないと判定されているケースを示している。このケースにおいて、１回目のＣＱＩ報告で、残り時間の大小に関わらず、この通信端末は全サブチャネルのＣＱＩを報告し、２回目のＣＱＩ報告においても、１回目と同様に、全サブチャネルのＣＱＩを報告する。３回目においても同様である。

図１４Ｂは、１回目から３回目までのＣＱＩ報告時点で、ある通信端末宛てのデータの許容遅延時間に対する残り時間がいずれも多いと判定されているケースを示している。このケースにおいて、１回目のＣＱＩ報告で、残り時間の大小に関わらず、この通信端末は全サブチャネルのＣＱＩを報告するが、２回目のＣＱＩ報告においては、この通信端末は、基地局の周波数割当によって割り当てられたサブチャネル、例えばサブチャネル＃２、＃３、＃４のＣＱＩのみを報告する。３回目のＣＱＩ報告においても、基地局の周波数割当によって割り当てられたサブチャネルのＣＱＩのみを報告することとなる。なお、２回目において通信端末がＣＱＩを報告したサブチャネルは＃２、＃３、＃４のみであるので、２回目において基地局はこの３つのサブチャネルの中から周波数割当を行う。よって、２回目において基地局によって割り当てられたサブチャネル数は３よりも減少している可能性があるので、３回目において通信端末が報告するＣＱＩ数は３よりも少ない可能性がある。

図１４Ｃは、ある通信端末宛てのデータの残り時間の判定結果が、時間経過と共に推移する場合を示している。すなわち、このデータは、１回目および２回目のＣＱＩ報告時点では残り時間が多いと判定されたが、３回目の報告時点では時間経過により残り時間が少ないと判定される。よって、ＣＱＩ報告方法はＲＭ１からＲＭ２に変更される。４回目以降のＣＱＩ報告においても、このデータの残り時間は益々少なくなるだけであるので、ＲＭ１が選択される。このように、ＣＱＩ報告方法を時間経過と共に変更するのは、本発明が、あくまでも許容遅延時間を満たしつつ、報告するＣＱＩの情報量を削減することを目的としているからである。

以上説明したように、本実施の形態によれば、基地局は、許容遅延時間に対する残り時間が多いデータ、すなわち残り時間に余裕があるデータの宛先である通信端末に対して、２回目以降のＣＱＩ報告を、既に割り当てられているサブチャネルのみについて行うよう指示する。一方、残り時間が少ないデータ、すなわち残り時間に余裕がないデータに対しては全サブチャネルについてＣＱＩを報告するように要求する。このように、ＣＱＩ報告の対象となるサブチャネルを限定することにより、ＣＱＩ情報量を削減することができると共に、ＱｏＳが厳しい通信端末（データ）とＱｏＳが緩い通信端末（データ）とで、ＣＱＩ報告方法を変えさせるので、ＱｏＳを満たし易い。よって、総合的に上り回線の周波数利用効率を改善することができる。

なお、許容遅延時間に対する残り時間に余裕がないデータに対しては全サブチャネルについてＣＱＩを報告するように要求するのは、このデータに対しては早く周波数割当をしなければ、許容遅延時間、すなわちＱｏＳを満たせなくなるからである。一方、許容遅延時間に対する残り時間に余裕があるデータは、周波数割当の自由度が多少減少しても、最終的にはＱｏＳである許容遅延時間を満たすことができると予想される。

また、本実施の形態において、通信端末宛てのデータの許容遅延時間に対する残り時間を容易に判断できるのは基地局である。基地局の送信キューにおける経過時間を容易に把握できるためである。

図１５Ａおよび図１５Ｂは、本実施の形態による効果を定量的に評価した結果である。評価条件は、通信端末数：１０、サブチャネル数：３２、ＭＣＳ表現ビット：５、伝送フレーム数：５とした。

図１５Ａは、許容遅延時間に対する残り時間が多いデータの受信先である通信端末の占有率（Ｃ.Ｄ.Ｆ.）に対する全通信端末の総ＣＱＩ情報量を示したグラフである。プロットＰ１が従来方式の結果を示しており、プロットＰ２が本実施の形態による結果を示している。また、図１５Ｂは、Ｃ.Ｄ.Ｆ.に対するＣＱＩ情報量の削減割合を示したグラフである。このように、本実施の形態により、ＣＱＩ情報量を最大で１３％削減可能なことがわかる。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る基地局装置は、伝送レートの低い通信端末に対し、全サブチャネルのうち、受信品質の良好な所定数のサブチャネルのＣＱＩを報告するように指示する。

本実施の形態に係る基地局装置の基本的構成は、実施の形態１に示した基地局装置と同様であるので、その説明を省略し、異なる構成である割当制御情報生成部について以下説明する。なお、基本的動作は同一であるが、詳細な点で少し違いがある構成要素には、同一の番号にアルファベットの小文字を付して示す。

図１６は、本実施の形態に係る割当制御情報生成部１１７ａの主要な構成を示すブロック図である。なお、この割当制御情報生成部１１７ａは、実施の形態１に示した割当制御情報生成部１１７と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

割当制御情報生成部１１７ａは、ＣＱＩ取出部１１６から出力される各通信端末のＣＱＩと、受信データの許容遅延時間と、要求される伝送レートとを利用して、周波数割当、ＭＣＳパラメータ、およびフォーマット指示情報を決定する。実施の形態１と異なるのは、上位レイヤのＱｏＳ管理部から出力されるパラメータが、許容遅延時間および要求伝送レートの２つになったことと、各通信端末からのＣＱＩ報告に受信変動の状態を示す受信変動判定情報も含めて報告してもらうこと、の２点である。

ＣＱＩ取出部１１６は、各通信端末からのＣＱＩ（ＭＣＳパラメータおよび、受信変動判定情報）をメモリ１２１へ出力する。上記の要求伝送レートについて、メモリ１２１は、上位レイヤのＱｏＳ管理部（図示しない）から、各通信端末の受信データに対する要求伝送レートを取得してこれを記録し、必要に応じ、周波数割当部１２２およびフォーマット指示情報生成部１２４ａへ出力する。また、メモリ１２１からは、受信変動判定情報も、フォーマット指示生成部１２４ａへ出力される。周波数割当部１２２は、各通信端末の要求伝送レートも考慮して周波数割当を行う。フォーマット指示情報生成部１２４ａは、残り時間、要求伝送レート、および受信変動判定情報の３つのパラメータを用いて、フォーマット指示情報を決定する。

図１７は、割当制御情報生成部１１７ａの処理手順の概略を示したフロー図である。

割当制御情報生成部１１７ａは、通信端末が送信しようとしているデータが初回通信のものか、それとも２回目以降の通信のものであるかを判断する（ＳＴ４０１０）。そして、このデータが初回通信のものである場合、通信端末に、回線内の全サブチャネルについてＣＱＩを報告するよう指示する（ＳＴ４０２０）。

ＳＴ４０１０において、２回目以降の通信のデータと判断された場合、割当制御情報生成部１１７は、このデータの要求される伝送レートを第１閾値と閾値判定して（ＳＴ４０３０）、伝送レートが第１閾値未満、すなわち伝送レートが低いと判定された場合は、さらに、このデータの許容遅延時間に対する残り時間を算出し、これを第２閾値と閾値判定して（ＳＴ４０４０）、残り時間が第２閾値未満、すなわち残り時間が少ないと判定された場合は、次に、受信変動を第３閾値と閾値判定し（ＳＴ４０５０）、受信変動（受信変動として、各サブチャネルの受信ＳＩＲの分散値などが用いられる）が第３閾値未満、すなわち受信変動が緩やかと判定された場合、受信品質の良好なｎサブチャネルのＣＱＩを報告するよう、より詳細には、受信品質の良好な方からｎ個のサブチャネルを選択し、この選択されたサブチャネルＩＤとＩＤに対応するサブチャネルのＣＱＩについて報告するよう指示する（ＳＴ４０６０）。受信変動が緩やかでないと判定された場合は、ＳＴ４０２０に進む。なお、受信変動が緩やか、もしくは、激しいを判定するのは、伝送レートが低いデータを受信する通信端末のＣＱＩ報告方法を「全てのサブチャネルのＣＱＩを報告する」か、「受信品質の良好な方からｎ個のサブチャネルを選択し、この選択されたサブチャネルについてＣＱＩを報告する」かを判定させるためである。

ＳＴ４０３０で伝送レートが高いと判定された場合も、割当制御情報生成部１１７ａは、さらに、このデータの許容遅延時間に対する残り時間を第２閾値と閾値判定して（ＳＴ４０７０）、残り時間が少ないと判定された場合はＳＴ４０２０に進み、残り時間が多いと判定された場合は今回、周波数割当によって割り当てたサブチャネルについてのみＣＱＩを報告するよう指示する（ＳＴ４０８０）。なお、ＳＴ４０４０で残り時間が多いと判定された場合も、ＳＴ４０８０に進む。

図１８Ａ〜Ｃは、基地局の上記の指示によって、通信端末が報告するＣＱＩの報告内容の違いを具体的に示した図である。

図１８Ａは、ＳＴ４０２０のＣＱＩ報告方法による報告対象のサブチャネルを示したものである。通信端末は、通信回線の帯域幅に含まれるサブチャネル番号０〜（Ｎ−１）の全サブチャネルについてＣＱＩを報告すると共に、受信変動判定情報についても報告する。

図１８Ｂは、ＳＴ４０８０のＣＱＩ報告による報告対象のサブチャネルを示したものである。通信端末は、今回の周波数割当によって割り当てられたサブチャネル番号１、２のサブチャネルについてのみＣＱＩを報告すると共に、受信変動判定情報についても報告する。

図１８Ｃは、ＳＴ４０６０のＣＱＩ報告による報告対象のサブチャネルを示したものである。通信端末は、受信品質の良好な方からｎ個（ここでは、ｎ＝３の場合）のサブチャネルを選択し、この選択されたサブチャネル（サブチャネル番号＃１、＃２、＃Ｎ−１）のサブチャネルＩＤとＩＤに対応するＣＱＩを報告すると共に、受信変動判定情報についても報告する。なお、図１８Ｃの例では、ｎ＝３としたが、ｎはこの値に限定するものではない。

本実施の形態に係る基地局装置から送信される割当制御情報のフレームフォーマットは、実施の形態１と同様であるが、フォーマット指示情報に「２」、すなわち「受信品質の良い順にｎサブチャネルについてＣＱＩを報告」という情報が追加されている点が異なる。

要求伝送レートが高速であるか低速であるか判定は、要求割当サブチャネル数を用いる。例えば、要求割当サブチャネル数が２サブチャネル未満の場合、要求伝送レートが低速であるデータと判定する。また、要求割当サブチャネル数が２サブチャネル以上の場合、要求伝送レートが高速であるデータと判定する。

図１９は、本実施の形態に係るフォーマット指示情報と、許容遅延時間に対する残り時間／要求伝送レート／受信変動判定情報との対応関係を示す図である。

また、受信変動判定情報とは、各通信端末の受信変動度合いを示すものである。具体的には、「０」は受信変動が緩やかな状態を示し、「１」は受信変動が激しい状態を示す。図１９の受信変動判定情報の欄に示された「―」は、「０」でも「１」でも良いことを意味する。

図２０は、本実施の形態に係る基地局装置から送信される伝送レート情報通知用のフレームフォーマットを示す図である。基地局は、これを用いて、各通信端末に対して要求伝送レートが高速であるか、低速であるか通知する。

なお、伝送レートの通知には、データ送信より先に受信処理される、スケジューリング情報（割当制御情報、変調パラメータ、データサイズ、データを復調するために必要な情報などを含む）を他の制御チャネルで通知してもよい。

次いで、本実施の形態に係る通信端末について説明する。

本実施の形態に係る通信端末は、実施の形態１で示した通信端末と同様の基本的構成を有しているため、詳細な説明は省略するが、復号化部１６２が、割当制御情報に加え、要求伝送レート情報をＣＱＩ生成部１６３ａ（ＣＱＩ生成部１６３と同様の構成）に出力する点が異なる。

図２１は、本実施の形態に係るＣＱＩ生成部１６３ａ内部の主要な構成を示すブロック図である。実施の形態１に示したＣＱＩ生成部１６３と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

受信変動判定情報決定部２７１は、伝送路推定部１６１から出力されたサブチャネル毎の伝送路品質情報（ＳＩＲ値）の平均と分散とを算出する。そして、算出したＳＩＲの分散値に基づいて、受信変動判定情報（「０」または「１」）を決定し、報告ＣＱＩ生成部１７４ａへ出力する。

本実施の形態では、通信端末は、ＣＱＩ報告時にＭＣＳパラメータだけでなく、通信端末の受信変動の度合いを示すパラメータである受信変動情報を報告する。受信変動判定情報決定部２７１は、全サブチャネルのＳＩＲの分散値に基づいて、受信変動判定情報を決定する。

受信判定情報を決定は、例えば、（全サブチャネルの受信ＳＩＲの分散値）＜３．０の場合、受信変動が緩やかであると判定し、受信変動判定情報を「０」に設定する。また、（全サブチャネルの受信ＳＩＲの分散値）≧３．０の場合、受信変動が激しいと判定し、受信変動判定情報を「１」に設定する。

報告ＣＱＩ生成部１７４ａは、フォーマット指示情報に従って、ＣＱＩフレームを生成する。なお、初回ＣＱＩ報告時には、要求伝送レートと受信変動判定情報とだけに基づいてＣＱＩを生成する。

図２２は、ＣＱＩ生成部１６３ａの処理手順を示すフロー図である。実施の形態１で示したＣＱＩ生成部１６３のフローと異なる手順のみ説明する。

ＣＱＩ生成部１６３ａは、ＳＴ３０４０でフォーマット指示情報が０でない場合、次に、フォーマット指示情報が１であるか否か判断し（ＳＴ５０１０）、フォーマット指示情報が１であった場合、基地局から通知された割当制御情報によって割り当てされたサブチャネルについてのみＣＱＩを生成する（ＳＴ３０６０）。フォーマット指示情報が「１」でなかった場合、すなわちフォーマット指示情報が「２」だった場合、受信品質の良好なｎサブチャネルについてのＣＱＩを生成する（ＳＴ５０２０）。

図２３Ａおよび図２３Ｂは、本実施の形態に係るＣＱＩ報告方法の切り替わりを説明するための図である。

ここで、ＲＭ１、ＲＭ２は、実施の形態１で説明した通りで、ＲＭ３は、受信品質の良好な方から順にｎサブチャネルのＣＱＩを報告するＣＱＩ報告方法を指し、実際に選択されているＣＱＩ報告方法に斜線を付して示すこととする。実施の形態１と異なるのは、残り時間に加え、さらに要求伝送レートもが考慮されることと、ＲＭ１とＲＭ３のいずれかが選択される場合があることである。詳細については、実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。

このように、本実施の形態によれば、要求される伝送レートが低いデータの場合、通信端末が報告するＣＱＩは、全サブチャネルの中で受信品質の良い順にｎチャネル分のサブチャネルＩＤと、ＩＤに対応するサブチャネルのＣＱＩとに限定する。これにより、通信端末の伝送レートを満たしつつ、ＣＱＩ情報量を削減することができ、上り回線の通信効率を改善することができる。

また、本実施の形態によれば、伝送レートが低速であると判定された通信端末は、全サブチャネルの中で受信品質の良い順にｎチャネル分のＣＱＩだけを報告すると共に、このｎチャネルのＩＤを報告する。

許容遅延時間に対する残り時間が少なく、かつ伝送レートが低速と判定された通信端末は、全サブチャネルのＣＱＩを報告しても、実際に割り当てられるサブチャネル数は少ない。上記のように、全サブチャネルの中で受信品質の良好なサブチャネルのＣＱＩのみを報告することにより、実際に周波数割当が行われたサブチャネルが受信品質の良好なサブチャネルに該当する可能性を高めつつ、ＣＱＩの情報量を削減することができる。

図２４Ａおよび図２４Ｂは、本実施の形態による効果を定量的に評価した結果である。評価条件は、実施の形態１と同様で、通信端末数：１０、サブチャネル数：３２、ＭＣＳ表現ビット：５、伝送フレーム数：５とした。

図２４Ａは、許容遅延時間に対する残り時間が多いデータの受信先である通信端末の占有率（Ｃ.Ｄ.Ｆ.）に対する全通信端末の総ＣＱＩ情報量を示したグラフである。プロットＰ１、２については実施の形態１で説明した通りで、プロットＰ３が本実施の形態による結果を示している。また、図２４Ｂは、Ｃ.Ｄ.Ｆ.に対するＣＱＩ情報量の削減割合を示したグラフである。このように、本実施の形態により、ＣＱＩ情報量を最大で２９％削減可能なことがわかる。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係る基地局装置は、実施の形態２に示した基地局装置よりもさらに多数のフォーマット指示情報、すなわちＣＱＩ報告方法のバリエーションを有する。

具体的には、実施の形態２に加え、ＣＱＩ報告方法とフォーマット指示情報において、さらに、「既に割り当てられたサブチャネルのＣＱＩと、割当帯域外で受信品質の良好なｎサブチャネルのＣＱＩとを報告させるＣＱＩ報告方法」を指示するフォーマット指示情報「３」、および、「前回のＣＱＩ報告時と同一のサブチャネルのＣＱＩを報告させるＣＱＩ報告方法」を指示するフォーマット指示情報「４」が追加される。

また、本実施の形態に係る基地局装置は、受信変動判定情報についても、実施の形態２と比べより多くのバリエーションを有する。

具体的には、実施の形態２における受信変動判定情報が「０（受信変動が緩やか）」「１（受信変動が激しい）」の２値であったのに対し、本実施の形態では、「０」「１」「２」の３値であり、それぞれは、「０」は受信変動が緩やかな状態を示し、「１」は受信変動がやや激しい状態を示し、「２」は受信変動が激しい状態を示している。すなわち、さらなるバリエーションとして中間値（受信変動がやや激しい状態）を有している。本実施例において、新たに「受信変動がやや激しい状態」という受信変動判定情報のレベルを増やしたのは、低速の伝送レートでかつ、許容遅延時間に対する残り時間が少ないデータを受信する通信端末のＣＱＩ報告方法（３つ：フォーマット指示情報「０」、「２」、「４」）を判定するためである。また、高速の伝送レートでかつ、許容遅延時間に対する残り時間が多いデータを受信する通信端末のＣＱＩ報告方法（３つ：フォーマット指示情報「１」「３」「４」）の判定においても、同様の処理を行う。

なお、本実施の形態に係る基地局装置は、実施の形態１、２で示した基地局装置と同様の基本的構成を有しているため、その説明を省略する。

図２５は、本実施の形態に係るフォーマット指示情報と、許容遅延時間に対する残り時間／要求伝送レート／受信変動判定情報との関係を示す図である。この図の受信変動判定情報の欄において「−」は「０」、「１」、「２」のいずれの値も取り得ることを示す。

例えば、許容遅延時間に対する残り時間に余裕があり、高速の伝送レートが要求されるデータを受信する通信端末の受信変動が激しい場合には、基地局はこの通信端末に対し、フォーマット指示情報「３」を送信する。よって、この通信端末は、基地局に対し、既に割り当てられたサブチャネルのＣＱＩと、割当帯域外で受信品質の良好なｎサブチャネル分のサブチャネルＩＤとＩＤに対応するサブチャネルのＣＱＩを結合して報告する。さらに、許容遅延時間に対する残り時間に余裕があり、高速の伝送レートが要求されるデータを受信する通信端末の受信変動がやや激しいと判定される場合には、基地局はこの通信端末に対し、フォーマット指示情報「４」を送信する。よって、この通信端末は、基地局に対し、前回のＣＱＩ報告時と同一のサブチャネルのＣＱＩを報告する。

また、許容遅延時間に対する残り時間に余裕がなく、低速の伝送レートが要求されるデータを受信する通信端末の受信変動が緩やかである場合には、基地局はこの通信端末に対し、フォーマット指示情報「４」を送信する。よって、この通信端末は、基地局に対し、前回のＣＱＩ報告時と同一のサブチャネルについてＣＱＩ報告を行う。さらに、許容遅延時間に対する残り時間に余裕がなく、低速の伝送レートが要求されるデータを受信する通信端末の受信変動がやや激しいと判定される場合には、基地局はこの通信端末に対し、フォーマット指示情報「２」を送信する。フォーマット指示情報「２」のＣＱＩ報告については、実施の形態２で述べたので、ここでは詳細に述べない。

図２６Ａおよび図２６Ｂは、基地局の上記の指示によって、通信端末が報告するＣＱＩ内容の違いを具体的に示した図である。

図２６Ａは、フォーマット指示情報「３」によるＣＱＩ報告方法の報告対象のサブチャネルを示したものである。通信端末は、周波数割当によって割り当てられたサブチャネル番号３、４のサブチャネルのＣＱＩと、周波数割当帯域外のサブチャネルで受信品質の良好な方から２つのサブチャネル（０、Ｎ−２）を選択して、このサブチャネルについてのＣＱＩと、選択されたサブチャネルを識別する情報Ｓｕｂ−ＣＨ０、Ｓｕｂ−ＣＨ（Ｎ−１）と、受信変動判定情報とを報告する。

図２６Ｂは、フォーマット指示情報「４」によるＣＱＩ報告方法の報告対象のサブチャネルを示したものである。通信端末は、前回のＣＱＩ報告時に報告したサブチャネル１〜４と同一のサブチャネル１〜４についてＣＱＩを報告すると共に、受信変動判定情報についても報告する。

次いで、本実施の形態に係る通信端末について説明する。

本実施の形態に係る通信端末も、実施の形態１、２で示した通信端末と同様の基本的構成を有しているため、その説明を省略する。

図２７は、ＣＱＩ生成部の処理手順を示すフロー図である。実施の形態１、２で示したフローと異なる手順のみ説明する。

ＣＱＩ生成部は、ＳＴ５０１０でフォーマット指示情報が１でない場合、次に、フォーマット指示情報が２であるか否か判断し（ＳＴ７０１０）、フォーマット指示情報が２であった場合、受信品質の良好なｎサブチャネルについてＣＱＩを生成する（ＳＴ５０２０）。フォーマット指示情報が「２」でなかった場合、次に、フォーマット指示情報が３であるか否か判断し（ＳＴ７０２０）、フォーマット指示情報が３であった場合、基地局から割り当てられたサブチャネルと割当帯域外で受信品質の良好なｎサブチャネルとについてＣＱＩを生成する（ＳＴ７０３０）。フォーマット指示情報が３でなかった場合、つまり、フォーマット指示情報が４であった場合、前回報告時と同一のサブチャネルについてＣＱＩを生成する（ＳＴ７０４０）。

図２８Ａおよび図２８Ｂは、本実施の形態に係るＣＱＩ報告方法の切り替わりを説明するための図である。

ここで、ＲＭ１〜ＲＭ３は、実施の形態１、２で説明した通りで、ＲＭ４は、周波数割当の行われたサブチャネルのＣＱＩと、割当帯域外で、かつ受信品質の良好な方からｎサブチャネルのＣＱＩを報告するＣＱＩ報告方法を示し、ＲＭ５は、前回報告したサブチャネルと同じサブチャネルについてＣＱＩを報告するＣＱＩ報告方法を示す。実施の形態２と異なるのは、ＲＭ１〜ＲＭ５が併用される場合があることである。詳細については説明を省略する。

このように、本実施の形態によれば、基地局は通信端末に対し、周波数割当の行われたサブチャネルのＣＱＩに加え、割当の行われなかったサブチャネルの中で受信品質の良好な方からｎサブチャネルのＣＱＩを報告させることにより、周波数スケジューリングにおいて、許容遅延時間が大きく、かつ要求伝送レートが高速であるデータを割り当てる際のチャネル選択の自由度を向上させることができる。

また、本実施の形態によれば、基地局は、伝送レートが高速であると判定され、かつ許容遅延時間に対する残り時間が多いと判定された通信端末には、前回報告したＣＱＩのサブチャネルと同一のサブチャネルのＣＱＩを報告させる。これにおいても、周波数割当において、サブチャネル選択の自由度を向上させることができる。

例えば、本実施の形態によれば、連続して残り時間が多いと判定された通信端末は、徐々に利用できるサブチャネル領域（サブチャネル選択の自由度）が狭まっていく可能性があるが、上記の構成を採ることにより、周波数割当において、サブチャネル選択の自由度を維持することができる。

以上、本発明の各実施の形態について説明した。

本発明に係る基地局装置、通信端末装置、およびマルチキャリア通信方法は、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り、各実施の形態は、適宜組み合わせて実施することも可能である。

例えば、各実施の形態において、複数のＣＱＩ報告方法を示した。そして、各実施の形態を総合すると、本発明は、各通信端末の送信データの許容遅延時間に対する残り時間、伝送レート、および伝送路環境に基づいて、複数の所定のＣＱＩ報告方法を切り替えて使用する発明と言うこともできる。

例えば、実施の形態１によれば、前回のＣＱＩ報告時に残り時間が多いと判定された通信端末が、今回のＣＱＩ報告時で許容遅延時間に対する残り時間が少ないと判定された場合、「全サブチャネルのＣＱＩを報告する」設定に切り替える。

また、実施の形態２によれば、前回のＣＱＩ報告時に許容遅延時間に対する残り時間が多いと判定された通信端末が、今回のＣＱＩ報告時で許容遅延時間に対する残り時間が少ないと判定された場合、「全サブチャネルのＣＱＩを報告する」設定か、または「受信品質の良い順にｎチャネル分のＣＱＩを報告する」設定に切り替える。

また、実施の形態３によれば、前回のＣＱＩ報告時に許容遅延時間に対する残り時間が少ないと判定され、伝送レートが低速であると判定された通信端末は、「全サブチャネルのＣＱＩを報告する」設定か、「受信品質の良い順にｎチャネル分のＣＱＩを報告する」設定か、または「前回報告時のＣＱＩのサブチャネルと同じサブチャネルのＣＱＩを報告する」設定に切り替える。

よって、本発明が各実施の形態の構成を採ることにより、各通信端末の残り時間等を毎回判定して、適切なＣＱＩ報告方法を選択することができ、許容遅延時間および所要伝送レートを満たしつつ、ＣＱＩの情報量を削減することが実現できる。

なお、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、本発明に係るマルチキャリア通信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、本発明に係る基地局装置および通信端末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３日出願の特願２００５−２２５８９２に基づく。この内容はすべてここに含めておく。

本発明に係る基地局装置、通信端末装置、およびマルチキャリア通信方法は、ＯＦＤＭ方式の移動体通信システムに適用することができる。

実施の形態１に係る基地局装置の主要な構成を示すブロック図 実施の形態１に係る割当制御情報生成部内部の主要な構成を示すブロック図 パケットタイムアウト値Ｐｔとフレームタイミングとの関係を具体的に示した図 各データの許容遅延時間とＰｔ値との対応関係を示した図 実施の形態１に係る割当制御情報生成部の処理手順の概略を示したフロー図 実施の形態１に係る通信端末が報告するＣＱＩがどのように変化するか示した図 実施の形態１に係る通信端末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ＣＱＩ生成部の処理手順を示すフロー図 実施の形態１に係る基地局および通信端末の一連の処理をまとめたシーケンス図 実施の形態１に係る割当制御情報のフレームフォーマットの一例を示す図 実施の形態１に係る基地局装置の一連の処理手順について示すフロー図 実施の形態１に係る周波数割当管理テーブルの一例を示した図 実施の形態１に係るＣＱＩ報告方法の切り替わりを説明するための図 実施の形態１に係るＣＱＩ報告方法の切り替わりを説明するための図 実施の形態１に係るＣＱＩ報告方法の切り替わりを説明するための図 実施の形態１による効果をシミュレーションにより検証した結果を示す図 実施の形態１による効果をシミュレーションにより検証した結果を示す図 実施の形態２に係る割当制御情報生成部内部の主要な構成を示すブロック図 実施の形態２に係る割当制御情報生成部の処理手順の概略を示したフロー図 実施の形態２に係る通信端末が報告するＣＱＩがどのように変化するか示した図 実施の形態２に係る通信端末が報告するＣＱＩがどのように変化するか示した図 実施の形態２に係る通信端末が報告するＣＱＩがどのように変化するか示した図 実施の形態２に係るフォーマット指示情報と、許容遅延時間に対する残り時間／伝送レート／受信変動判定情報との関係を示す図 実施の形態２に係る伝送レート情報通知用のフレームフォーマットを示す図 実施の形態２に係るＣＱＩ生成部内部の主要な構成を示すブロック図 実施の形態２に係るＣＱＩ生成部の処理手順を示すフロー図 実施の形態２に係るＣＱＩ報告方法の切り替わりを説明するための図 実施の形態２に係るＣＱＩ報告方法の切り替わりを説明するための図 実施の形態２による効果をシミュレーションにより検証した結果を示す図 実施の形態２による効果をシミュレーションにより検証した結果を示す図 実施の形態３に係るフォーマット指示情報と、許容遅延時間に対する残り時間／伝送レート／受信変動判定情報との関係を示す図 実施の形態３に係る通信端末が報告するＣＱＩがどのように変化するか示した図 実施の形態３に係る通信端末が報告するＣＱＩがどのように変化するか示した図 実施の形態３に係るＣＱＩ生成部の処理手順を示すフロー図 実施の形態３に係るＣＱＩ報告方法の切り替わりを説明するための図 実施の形態３に係るＣＱＩ報告方法の切り替わりを説明するための図

Claims (8)

1. 通信端末から報告されるＣＱＩに基づいて、当該通信端末にサブチャネルを割り当てる割当手段と、
   前記通信端末が送信するデータの、許容遅延時間に対する残り時間を判定する判定手段と、
   前記残り時間が所定時間以上の通信端末に対し、割り当てられたサブチャネルについてＣＱＩを報告するよう指示する指示手段と、
   を具備する基地局装置。
2. 前記指示手段は、
   前記残り時間が所定時間未満の通信端末に対し、全サブチャネルについてＣＱＩを報告するよう指示する、
   請求項１記載の基地局装置。
3. 前記指示手段は、
   前記残り時間が所定時間未満で、かつ伝送レートが低い通信端末に対し、全サブチャネルのうち、受信品質の良好な方から所定数のサブチャネルについてＣＱＩを報告するよう指示する、
   請求項１記載の基地局装置。
4. 前記指示手段は、
   前記残り時間が所定時間未満で、かつ伝送レートが低い通信端末に対し、前回ＣＱＩを報告したサブチャネルについてＣＱＩを報告するよう指示する、
   請求項３記載の基地局装置。
5. 前記指示手段は、
   前記残り時間が所定時間以上で、かつ伝送レートが高い通信端末に対し、当該通信端末に割り当てたサブチャネルに加え、残りのサブチャネルについても、受信品質の良好な方から所定数のサブチャネルについてＣＱＩを報告するよう指示する、
   請求項１記載の基地局装置。
6. 前記指示手段は、
   前記所定数のサブチャネルの識別情報も併せて報告するように指示する、
   請求項５記載の基地局装置。
7. 前記指示手段は、
   前記残り時間が所定時間以上で、かつ伝送レートが高い通信端末に対し、前回ＣＱＩを報告したサブチャネルについてＣＱＩを報告するよう指示する、
   請求項１記載の基地局装置。
8. 通信端末から報告されるＣＱＩに基づいて、当該通信端末にサブチャネルを割り当てる割当ステップと、
   前記通信端末が送信するデータの、許容遅延時間に対する残り時間を判定する判定ステップと、
   前記残り時間が所定時間以上の通信端末に対し、割り当てられたサブチャネルについてＣＱＩを報告するよう指示する指示ステップと、
   を具備するマルチキャリア通信方法。

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