JPWO2007069315A1 - スケジューリング方法、基地局および端末 - Google Patents

Abstract

本発明にかかるスケジューリング方法は、基地局（１１）が、サービスエリア内の端末（１−１〜１−３）が送信するパイロット信号に基づいて受信品質を測定し、その測定結果に基づいて無線リソースの割り当てを行う無線通信システム、におけるパイロット信号のスケジューリング方法であって、基地局（１１）が、サービスエリア内の端末（１−１〜１−３）によるパイロット信号送信が重ならないように、パイロット信号送信の期間およびパイロット信号送信用の特定の周波数帯域を指定するためのスケジューリング情報を生成し、各端末が、基地局（１１）が生成したスケジューリング情報に基づいて送信を行う。

Description

本発明は、少なくとも１つの基地局と、当該基地局がカバーするサービスエリアに存在する少なくとも１つの端末、で構成された無線通信システムに関するものであり、特に、当該通信システムにおける、パイロット信号のスケジューリング方法に関するものである。

3GPPでは、上り回線（端末→基地局）での平均伝送速度高速化、および基地局のサービス提供可能範囲（カバレッジ）の拡大を目指し、“FDD Enhanced Uplink”の名で規格化が行われた。これらを実現する一つの技術として、たとえば、下記非特許文献１に記載の技術がある。これは、端末の使用可能な最高送信電力（＝最高データ伝送速度）を示す「UE pointer」を基地局が指定するものである。“FDD Enhanced Uplink”においては、TFC（Transport Format Combination）が端末の送信電力を示し、端末は、「UE pointer」で設定されている送信電力（TFC0〜TFC10）までが使用可能である。なお、「UE pointer」の指定は、下記非特許文献２に記載されている“Scheduling Grant”で行う。

この“Scheduling Grant”が予め指定する割り当て情報が唯一最高送信電力である。さらに、この情報には端末固有のIDが掛け合わされているため、端末は、それを検出することで自局宛の“Scheduling Grant”か否かを判断できる。なお、上記スケジューリングを使用する“FDD Enhanced Uplink”のシステムでは、複数端末が同一タイミングでデータを送信することが可能である。

また、下記非特許文献１に記載されている“Time Scheduling”は、端末の送信電力を指定せずに、端末の送信時間に制限をつけるものである。このスケジューリングは、上述した“Rate Scheduling”よりも同時に送信を行う端末台数は少ないものの、複数端末が同一タイミングでデータを送信することが可能である。なお、上記“Time Scheduling”は最終的な規格になっていない。

一方で、3GPPでは、さらなる大容量化を目指し、“Evolved UTRA and UTRAN”の名で現在新しい無線システムのスタディが行われている。ここでは、これまでの3Gシステムとは異なった無線アクセス方式を適用しようとしており、これにより、周辺技術についても新しい考え方が必要となる。検討されている一つの技術である上り回線のスケジューリングは、これまでの3Gシステムとは異なり、各端末に、使用する周波数と時間を割り当てる（図７参照）。なお、効率よく通信リソース（周波数と時間）を使用するためには、上り回線の品質測定が必要となるが、この測定を行うために、端末は、基地局に対して既知パターン（パイロット信号と呼ぶ）を送信する。

3GPP TR25.896 V6.0.0 7.1 3GPP TS25.309 V6.3.0 9.3節 第3bullet

上記従来技術において、端末から基地局へのパイロット信号送信を、各々の端末が勝手なタイミングで実施した場合には、パイロット信号同士が衝突する可能性がある。また、そのパイロット信号がスケジューリングされた他端末からのデータと衝突する可能性もある。たとえば、前述した“Enhanced Uplink”用のスケジューリングでは、各端末が同時に送信することを許容しているため、上記のような衝突が発生してしまうが、これまでの３ＧＰＰ技術では「符号拡散」を用いており、衝突してもそれぞれを正しく復調することが可能であった。しかしながら、新しくスタディされている無線システムでは、符号拡散を用いないため、衝突に伴って復調できないケースを生み出す、という問題がある。したがって、従来のような衝突を許容するスケジューリング方法は今後使用することができず、何らかの衝突回避技術が必要となる。

また、基地局が、各端末のパイロット信号の送信タイミングを知らない場合には、受信したパイロット信号の送信元端末を識別するための手段が別途必要になる、という問題もあった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、本発明は、パイロット信号同士またはパイロット信号とデータ信号の衝突を回避し、さらには、特別な手段を設けることなく受信したパイロット信号の送信元端末を識別することが可能なスケジューリング方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるスケジューリング方法は、基地局が、自局が管理するサービスエリア内の端末が送信するパイロット信号に基づいて受信品質を測定し、その測定結果に基づいて無線リソースの割り当てを行う無線通信システム、におけるパイロット信号のスケジューリング方法であって、たとえば、前記基地局が、前記サービスエリア内の端末によるパイロット信号送信が重ならないように、パイロット信号送信の期間（開始時間および周期を含む）およびパイロット信号送信用の特定の周波数帯域、を指定するためのスケジューリング情報を生成するスケジューリング工程と、前記スケジューリング情報を所定の送信処理にて送信する情報送信工程と、を含むことを特徴とする。

本発明にかかるスケジューリング方法においては、パイロット信号同士の衝突を回避することができ、さらには、特別な手段を設けることなく受信したパイロット信号の送信元端末を識別することできる、という効果を奏する。

図１は、本発明にかかるスケジューリング方法を実現するための無線通信システムの構成を示す図である。 図２は、パイロット信号のスケジューリング方法を示す図である。 図３は、基地局および端末の構成例を示す図である。 図４は、端末によるパイロット信号の送信タイミングが他の端末のデータ送信タイミングと重なっている場合の動作を示す図である。 図５は、チャンクの使用方法の一例を示す図である。 図６は、チャンクの使用方法の一例を示す図である。 図７は、３ＧＰＰでスタディされている無線システムのパイロット信号のスケジューリング方法を示す図である。

符号の説明

１−１，１−２，１−３，１−ｎ 端末（UE）
１１ 基地局
２１ スケジューリング部
２２ 変調／送信部
２３ 受信／復調部
２４ 品質測定部
２５ データ受信部
３１ 受信／復調部
３２ スケジューリング情報解析部
３３ パイロット／データ生成部
３４ 変調／送信部
３５ データバッファ部

以下に、本発明にかかるスケジューリング方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、本発明にかかるスケジューリング方法を実現するための無線通信システムの構成を示す図であり、一例として、複数の端末（UE）１−１，１−２，１−３，…，１−ｎと基地局１１から構成されたシステムを示している。ここでは、たとえば、基地局１１が、複数の端末１−１〜１−３に対して、共通なチャネル（たとえばブロードキャストチャネル）を用いてパイロット信号のスケジューリング情報を報知している様子が示されている。なお、図１は共通なチャネルを用いてスケジュール情報を報知している例であるが、端末個別のチャネルを用いて共通なスケジュール情報を端末個々に通知してもよい。

ここで、上記システムによるパイロット信号のスケジューリング方法について説明する。図２は、本実施の形態におけるパイロット信号のスケジューリング方法を示す図であり、詳細には、各UE（１−１〜１−ｎ）のパイロット信号の送信タイミング（後述するパイロット信号送信位置に相当）がスケジューリングされ、衝突が回避されている様子が示されている。

3GPPでは、TTI（Transmission Time Interval）と呼ばれる時間単位があり、さらに、TTIを複数束ねたFrameと呼ばれる単位がある。また、周波数軸方向では、システム帯域として用意されている周波数幅が複数のグループに分けられている。一つの周波数群は、サブチャネルと呼ばれる一つの周波数単位で構成されていてもよいし、複数サブチャネルで構成されていてもよい。

図２の例では、UE１−１が、時間単位に指定される後述する遷移パターンに基づいて、最初の時間で周波数群＃１でパイロット信号を送信し、以後、TTI毎に隣の周波数群に遷移しながらパイロット信号を送信している。また、UE１−２は、UE１−１とは異なり、最初の時間で周波数群＃２でパイロット信号を送信し、以後、UE１−１と同様に、TTI毎に隣の周波数群に遷移しながらパイロット信号を送信している。同様に、UE１−３，UE１−４，…は、それぞれ異なる位置で、TTI毎に隣の周波数群に遷移しながらパイロット信号を送信する。

一方、基地局１１では、各UEによるパイロット信号送信の時間，周期と周波数群の番号とを指定する。この指定は、まず、特定の期間の遷移パターン（UE１−１のTTIの遷移周波数：＃１，＃２，…，＃ｎ、UE１−２のTTIの遷移周波数：＃２，＃３，…，＃ｎ，＃１、…）を通知し、その後、次の期間で別の遷移パターンを通知し、以後、期間毎に異なる遷移パターンの通知処理を繰り返し実行することで実現する。なお、上記指定は、これに限らず、たとえば、特定の期間毎に、同一の遷移パターンの通知処理を繰り返し実行することとしてもよい。

なお、上記の例では、各UEがTTI毎に隣の周波数群に遷移しているが、これは一例であり、複数のTTIにわたって同一の周波数群に留まることも可能であるし、また、周波数群を遷移する場合には、隣接する周波数群ではなく、離れた周波数群に遷移することも可能である。また、各UEがパイロット信号を送信しない時間帯を設けることも可能である。これらパイロット信号送信の時間や周期、およびパイロット信号を送信しない時間帯等は、基地局が指定する。

このように、基地局１１が、各UEが送信するパイロット信号の周波数切り替えの時間，周期や切り替える周波数群の番号を指定することで、パイロット信号同士の衝突を防ぐことができる。また、基地局１１は、各タイミングでどのUEがパイロット信号を送信するかを認識できるため、パイロット信号受信時において、パイロット信号送信元UEを識別するための特別な手段を必要としない。

つづいて、上記スケジューリング処理を実現するための基地局およびUEの構成および動作について説明する。図３は、本実施の形態の基地局１１およびUE１（上記UE１−１〜１−ｎに相当）の構成例を示す図であり、たとえば、基地局１１は、スケジューリング部２１，変調／送信部２２，受信／復調部２３，品質測定部２４，データ受信部２５を備え、UE１は、受信／復調部３１，スケジューリング情報解析部３２，パイロット／データ生成部３３，変調／送信部３４，データバッファ部３５を備えている。

図３において、基地局１１内のスケジューリング部２１は、パイロット信号送信位置（周波数切り替えの時間，周期や切り替える周波数群の番号）のスケジューリング、およびデータ送信位置（周波数切り替えの時間，周期や切り替える周波数群の番号）のスケジューリングを行う。そして、そのスケジューリング情報を、変調／送信部２２を介してUE１へ通知する。

UE１では、受信／復調部３１においてスケジューリング情報を受け取り、その後、スケジューリング情報解析部３２が、パイロット信号送信位置を判断する。解析結果として得られるパイロット信号送信位置は、パイロット／データ生成部３３に通知され、ここでは、受け取ったパイロット信号送信位置に基づいて、指定のタイミングおよび周波数帯でパイロット信号を生成する。そして、変調／送信部３４が、生成されたパイロット信号を基地局１１に対して送信する。また、パイロット／データ生成部３３は、基地局１１からデータ送信位置を受け取った場合に、データバッファ部３５からデータを読み出し、そして、そのデータに対して必要なヘッダ情報を付加した状態の送信データを、変調／送信部３４を介して送信する。

また、UE１からの信号を受信／復調部２３にて受け取った基地局１１は、たとえば、パイロット信号を受信した場合、品質測定部２４が、そのパイロット信号を用いて受信品質を測定する。ここで測定する品質は、受信信号強度や、希望波電力に対する干渉波電力と熱雑音電力の和の比、などである。その後、測定した結果はスケジューリング部２１に通知され、ここでは、品質の改善／劣化に応じて、通信リソースの割り当て処理を行う。また、UE１からデータを受信した場合、データ受信部２５では、ヘッダ情報を削除した後のデータを上位層へ転送する。

つづいて、特定のUEのパイロット信号の送信タイミングが、他のUEのデータ送信タイミングと重なっている場合の動作について説明する。

図４は、一例として、UE１−１，１−２のパイロット信号の送信タイミングが、他のUEのデータ送信タイミングと重なっている場合の動作を示す図であり、たとえば、周波数群＃４が、他のUEのデータ送信に割り当てられていることとする。この場合、周波数群＃４でパイロット信号の送信を行う予定のUE１−１は、周波数群＃３でパイロット信号を送信した後、周波数群＃４が他のUEのデータ送信タイミングであることがわかっているので、パイロット信号を送信しない。同様に、UE１−２も、周波数群＃４ではパイロット信号を送信しない。なお、他のUEのデータ送信タイミング（無線リソース割り当て情報）については、パイロット信号のスケジューリング情報と同様に、複数のUEに共通なチャネルを用いて通知されているため、容易に認識することができる。したがって、自局のパイロット信号の送信タイミングと他のUEのデータ送信タイミングとの重なりを認識することができる。この判断は、スケジューリング情報解析部３２にて行う。これにより、自UEのパイロット信号が他のUEが送信するデータと衝突することを防ぐことができる。

つづいて、TTIおよび周波数群で規定されたスケジューリング単位である、チャンクの使用方法について説明する。

図５は、上記周波数群（チャンク）の使用方法の一例を示す図である。3GPPの検討では、一つのTTIは複数のBlockと呼ぶ単位から構成されている。図５の例では、一つのUE（UE１−１，１−ｋ，１−ｍ，１−ｐ，１−ｘ）に周波数の小区分（f1群〜f5群のいずれか）を割り当て、さらに、TTIを構成する全てのBlockでパケットを送信する。この方法によれば、パイロット信号の受信エネルギーを多く貯めることができるため、より精度良く回線品質を測定することができる。

また、図６は、図５とは異なるチャンクの使用方法の一例を示す図である。図６の例では、TTIを構成するBlockのうちの一部をパイロット信号送信用に割り当て、残るBlockについては同一UEまたは他UEのデータ送信用に割り当てる。この方法によれば、データ送信用に通信リソースを多く割り当てているため、データ送信のスループット向上を図ることができる。なお、他UEのデータ送信用に割り当てた領域は、他UEのパイロット信号の送信用に割り当てることもできる。

以上のように、本発明にかかるパイロット信号のスケジューリング方法は、無線通信システムに有用であり、特に、基地局が、配下の端末が送信するパイロット信号に基づいて受信品質を測定し、その測定結果に基づいて無線リソースの割り当てを行う無線通信システムに適している。

Claims (14)

1. 基地局が、自局が管理するサービスエリア内の端末が送信するパイロット信号に基づいて受信品質を測定し、その測定結果に基づいて無線リソースの割り当てを行う無線通信システム、におけるパイロット信号のスケジューリング方法であって、
   前記基地局が、
   前記サービスエリア内の端末によるパイロット信号送信が重ならないように、パイロット信号送信の期間（開始時間および周期を含む）およびパイロット信号送信用の特定の周波数帯域、を指定するためのスケジューリング情報を生成するスケジューリング工程と、
   前記スケジューリング情報を所定の送信処理にて送信する情報送信工程と、
   を含むことを特徴とするスケジューリング方法。
2. 前記スケジューリング工程では、前記スケジューリング情報にパイロット信号を送信しない時間帯に関する情報を含めることを特徴とする請求項１に記載のスケジューリング方法。
3. 前記情報送信工程では、前記スケジューリング情報を、前記サービスエリア内の全端末が受信可能な共通チャネルを用いて送信することを特徴とする請求項１に記載のスケジューリング方法。
4. 前記スケジューリング工程では、
   前記パイロット信号送信用の特定の周波数帯域として、所定の帯域幅でグループ化された複数の周波数群の中の一つ、が指定されている場合、
   当該指定された周波数群をさらに細分化し、当該細分化された周波数帯域をそれぞれ異なる端末のパイロット信号送信に割り当てることを特徴とする請求項１に記載のスケジューリング方法。
5. 前記スケジューリング工程では、
   前記パイロット信号送信用の特定の周波数帯域として、所定の帯域幅でグループ化された複数の周波数群の中の一つ、が指定されている場合、
   当該指定された周波数群をさらに細分化し、当該細分化された周波数帯域における前記パイロット信号送信の期間の一部を、それぞれ異なる端末のパイロット信号送信に割り当て、前記期間の残りをデータ送信に割り当てることを特徴とする請求項１に記載のスケジューリング方法。
6. 前記サービスエリア内の端末が、
   前記スケジューリング情報を解析する情報解析工程と、
   解析により得られた期間および周波数帯にてパイロット信号を送信するパイロット信号送信工程と、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載のスケジューリング方法。
7. 前記スケジューリング情報に、データ送信の無線リソース割り当て情報が含まれている場合、
   前記パイロット信号送信工程では、前記情報解析工程による解析結果に基づいて、自端末のパイロット信号送信が他の端末のデータ送信と重なると判断した場合、当該パイロット信号送信を行わないことを特徴とする請求項６に記載のスケジューリング方法。
8. 自局が管理するサービスエリア内の端末が送信するパイロット信号のスケジューリングを行う基地局であって、
   前記サービスエリア内の端末によるパイロット信号送信が重ならないように、パイロット信号送信の期間（開始時間および周期を含む）およびパイロット信号送信用の特定の周波数帯域、を指定するためのスケジューリング情報を生成するスケジューリング手段と、
   前記スケジューリング情報を所定の送信処理にて送信する情報送信手段と、
   を備えることを特徴とする基地局。
9. 前記スケジューリング手段が、前記スケジューリング情報にパイロット信号を送信しない時間帯に関する情報を含めることを特徴とする請求項８に記載の基地局。
10. 前記情報送信手段が、前記スケジューリング情報を、前記サービスエリア内の全端末が受信可能な共通チャネルを用いて送信することを特徴とする請求項８に記載の基地局。
11. 前記スケジューリング手段は、
    前記パイロット信号送信用の特定の周波数帯域として、所定の帯域幅でグループ化された複数の周波数群の中の一つ、が指定されている場合、
    当該指定された周波数群をさらに細分化し、当該細分化された周波数帯域をそれぞれ異なる端末のパイロット信号送信に割り当てることを特徴とする請求項８に記載の基地局。
12. 前記スケジューリング手段は、
    前記パイロット信号送信用の特定の周波数帯域として、所定の帯域幅でグループ化された複数の周波数群の中の一つ、が指定されている場合、
    当該指定された周波数群をさらに細分化し、当該細分化された周波数帯域における前記パイロット信号送信の期間の一部を、それぞれ異なる端末のパイロット信号送信に割り当て、前記期間の残りをデータ送信に割り当てることを特徴とする請求項８に記載の基地局。
13. 請求項８に記載の基地局からスケジューリング情報を受け取る、当該基地局のサービスエリア内の端末であって、
    前記スケジューリング情報を解析する情報解析手段と、
    解析により得られた期間および周波数帯にてパイロット信号を送信するパイロット信号送信手段と、
    を備えることを特徴とする端末。
14. 前記スケジューリング情報に、データ送信の無線リソース割り当て情報が含まれている場合、
    前記パイロット信号送信手段は、前記情報解析手段による解析結果に基づいて、自端末のパイロット信号送信が他の端末のデータ送信と重なると判断した場合、当該パイロット信号送信を行わないことを特徴とする請求項１３に記載の端末。

Images