WO2007129601A1 - 可変ｔｔｉ長制御に基づく無線通信方法および無線基地局装置 - Google Patents

可変ｔｔｉ長制御に基づく無線通信方法および無線基地局装置 Download PDF

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Atsushi Harada
Minami Ishii
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Definitions

  • the present invention relates to transmission time interval (TTI) length control in a radio communication system, and more particularly, to variable TTI length control suitable for a mobile station communication environment.
  • TTI transmission time interval
  • the method of transmitting information by assigning information to a plurality of subcarriers is expected to have a frequency diversity effect.
  • the signaling burden for connection control and radio resource assignment control increases accordingly.
  • the overhead increases relatively and the capacity decreases.
  • the frequency of transmission of control information increases, and the overhead further increases.
  • TTI Transmission Time Interval
  • the data block (transport block) given to the transport channel is transmitted over multiple subframes while maintaining the frequency resource allocation and modulation scheme, thereby increasing the TTI length. For example, if the TTI length is increased N times (using N subframes continuously), the control information given to layer 1 will be approximately 1ZN.
  • Non-Patent Document 1 3GPP TSG-RAN Joint WG1 / WG2, Athens, Greece, 27-31 March 20 06, R2-060868
  • Non-Patent Document 2 3GPP TSG-RAN WG2 # 52, Athens, Greece, 27-31 March 2006, R2- 060944
  • a scheduler of a radio base station apparatus is provided with a communication environment of a mobile terminal, eg,
  • the TTI length of the downlink shared channel (DL—SCH) and / or the uplink shared channel (UL—SCH) is determined based on one or a combination of the above.
  • the radio base station apparatus includes:
  • the scheduler creates a TTI length allocation table that describes the parameters used for estimating the location and / or the moving speed of the mobile terminal and the corresponding transmission time interval length. Have.
  • the parameters used for estimating the position of the mobile terminal are, for example, CQI value, SIR, SI NR, received signal power, number of retransmissions, etc.
  • the parameter used for estimating the moving speed of the mobile terminal is, for example, an estimated Doppler frequency.
  • the TTI length allocation table may be configured to describe a correspondence relationship between an average throughput and the transmission time interval length as a parameter reflecting both the position and speed of the mobile terminal.
  • the scheduler has a function that takes at least one of the moving speed of the mobile terminal, the position in the cell, the provided throughput, and the number of retransmissions as an argument.
  • the TTI length can be appropriately changed according to the communication state and environment, and the overhead can be reduced and the capacity can be improved as a whole system.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of a radio base station apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • 2A is a diagram showing an example of a TTI length allocation table used in the radio base station apparatus of FIG.
  • 2B is a diagram showing an example of a TTI length allocation table used in the radio base station apparatus of FIG. 1.
  • wireless base station device wireless communication device
  • TTI length allocation table (TTI length determination means) BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • the scheduler of a radio base station is a communication environment of a mobile terminal (UE).
  • the TTI length of the uplink and / or downlink shared channel is variably controlled based on one of the position in the cell, the moving speed of the mobile terminal, the provided throughput, and the average number of retransmissions.
  • the size of the data block allocated to the transport channel i.e., the transport block (TB)
  • the transmission frequency is high and the downlink scheduling information is relatively low.
  • the overhead ratio of (DL—SI: Downlink Scheduling Information) becomes high. Therefore, by increasing the TTI length, the overhead of downlink scheduling information can be reduced, and system efficiency can be expected to improve.
  • the provided throughput is a parameter that reflects both the position of the mobile terminal in the cell and the moving speed.
  • the mobile terminal is considered to be located at the cell edge, and the TTI length is lengthened to relatively reduce the overhead for each retransmission.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of a wireless communication apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the radio communication apparatus is typically applied to a radio base station, but is also applied to other radio communication apparatuses, and the TTI length is variably controlled according to the communication environment of the mobile terminal (user terminal). Since this embodiment is applied to a radio base station, it is referred to as a radio base station apparatus 10.
  • the radio base station apparatus 10 includes a reception unit 11, an upper layer data reception unit 13, a radio link control unit 14, a scheduler 15, a hybrid ARQ control unit 16, a scheduling information generation unit 17, a transmission It has Nobu 18.
  • the receiving unit 11 receives a channel transmitted from a mobile terminal. From the received information, CQI
  • the reception quality information is extracted and supplied to the scheduler 15.
  • the receiving unit 11 also receives a retransmission request signal.
  • the upper layer data receiving unit 13 receives U plane data from the upper layer.
  • the radio link control unit 14 performs radio link control including flow control and segmentation of transmission data based on higher layer data.
  • the scheduler 15 performs radio resource allocation control based on the radio link control information, the reception quality information, and the retransmission request signal. At this time, the TTI length of the downlink and Z or an uplink shared channel is determined based on the user location information and moving speed, the throughput reflecting these, and the average number of retransmissions.
  • the scheduler 15 determines whether the mobile terminal is located at the cell edge based on, for example, the CQI value reported in the L1 control channel. Also good.
  • the desired signal power-to-interference power ratio (SIR), desired signal power-to-interference and noise ratio (SINR), received signal electrodes, and the number of retransmissions which are measured by the mobile station and reported to the radio base station apparatus 10 Based on this, it may be determined whether it is located at the cell edge.
  • the speed may be estimated from the uplink channel received by the radio base station apparatus 10, or the mobile terminal may be configured to estimate and notify the moving speed. Good.
  • the throughput that is provided as a parameter reflecting both the position and the moving speed of the mobile station is used as a criterion for determining the TTI length.
  • the scheduler 15 has a TTI length determination algorithm or a TTI length allocation table No. 21.
  • the TTI length determination algorithm or the TTI length allocation table 21 is a tool for determining how long the TTI length is controlled in any communication state and communication environment.
  • the moving speed, position, average is determined by a mathematical expression (function) that takes at least one of the number of transmissions and the provided throughput as an argument.
  • TTI length allocation table When the TTI length allocation table is adopted, parameters for estimating the moving speed and / or position of the mobile terminal (the above-mentioned CQI, SIR, SINR, received signal power, average retransmission number, provided throughput, etc.) ) And the TTI length to be selected in that case are set in advance. Refer to this table and select an appropriate TTI length.
  • FIG. 2A and FIG. 2B are diagrams showing the configuration of the TTI length allocation table 21.
  • Fig. 2A is an example based on the moving speed of the mobile terminal
  • Fig. 2B is an example based on the average throughput.
  • the TTI length is determined by the average CQI and the estimated Doppler frequency f (Hz).
  • Average CQI is the reported CQI averaged by any method.
  • the Doppler frequency indicates the speed of fading fluctuation and becomes higher as the mobile terminal moves faster.
  • the average CQI is between CQI and CQI
  • the estimated Doppler frequency is between f and f
  • the TTI length is set to L.
  • f is a positive real number
  • Ln is a positive integer
  • the number of consecutive subframes As an example, for example, when 1 subframe is set to 0.5 ms,
  • the TTI length is determined by the average throughput Tn (bps).
  • the average throughput Tn is a positive real number obtained by averaging the provided throughput by an arbitrary method.
  • hybrid ARQ control unit 16 performs hybrid ARQ (retransmission) control in response to a retransmission request from the mobile terminal.
  • Hybrid ARQ is a technology that adds error correction technology to the existing ARQ (automatic repeat request) function. By transmitting an error correction code, error correction can be performed and the number of packet retransmissions can be reduced.
  • the scheduling information generation unit 17 generates downlink scheduling information including TTI length information, and supplies this to the transmission unit 18.
  • the transmission unit 18 sequentially transmits transmission data based on the scheduling result by the scheduler 15 and the retransmission control result of the hybrid ARQ control unit 16.
  • TTI length can be controlled dynamically. As a result, overhead is reduced and capacity is improved.

Abstract

　移動端末の通信環境に適した可変伝送タイムインターバル（ＴＴＩ）長の制御方法を提供する。無線基地局装置は、上りリンクチャネルを受信する受信部と、受信された情報から得られる移動端末の移動速度、セル内の位置、提供されているスループット、および再送回数の少なくとも１つに基づいて、上りリンクおよび／または下りリンクの共有チャネルの伝送タイムインターバル（ＴＴＩ）長を可変に決定するスケジューラと、を備える。好ましい構成例では、スケジューラは、前記移動端末の位置および／または移動速度の推定に用いられるパラメータと関連づけて、対応する伝送タイムインターバル長を記述するＴＴＩ長割当テーブルを有する。

Description

明 細 書
可変 TTI長制御に基づく無線通信方法および無線基地局装置
技術分野
[0001] 本発明は、無線通信システムにおける伝送タイムインターバル (TTI:Transmission Time Interval)長の制御に関し、特に、移動局の通信環境に適した可変 TTI長の制 卸に関する。
背景技術
[0002] 情報を複数のサブキャリアに割り当てて伝送する方式は、周波数ダイバーシチ効果 が期待されるが、その分、接続制御や無線リソース割り当て制御のためのシグナリン グの負担も増大する。送受信される制御情報の量が増大すると、相対的にオーバへ ッドが大きくなり、キャパシティが少なくなる。さらに、パケットが適切に受信されなかつ た場合の再送処理を考えると、制御情報の送信頻度が高くなり、オーバヘッドがさら に増加する。
[0003] 制御情報の送受信増加に起因するオーバヘッドを緩和する方法として、 TTI (Tran smission Time Interval :伝送タイムインターバル）の長さを変えることが提案されてレヽ る（たとえば、非特許文献 1参照）。この文献では、周波数リソースの割り当てや変調 方式を維持したまま、トランスポートチャネルに与えるデータブロック（トランスポートブ ロック）を、複数のサブフレームにわたって伝送することにより、 TTI長を長くする。たと えば、 TTI長を N倍にする（連続して Nサブフレームを使用する）と、レイヤ 1に与える 制御情報はほぼ 1ZNになる。
[0004] 一方、パケットサイズに応じて TTI長を変えることも提案されている（たとえば、非特 許文献 2参照）。この方法では、パケットをあらかじめ決められた TTI長（たとえば 1サ ブフレーム）に合わせて分断する必要がないので、制御情報のシグナリングの負担を 軽減すること力できる。
非特許文献 1 : 3GPP TSG-RAN Joint WG1/WG2, Athens, Greece, 27-31 March 20 06， R2-060868
非特許文献 2 : 3GPP TSG-RAN WG2 #52, Athens, Greece, 27-31 March 2006， R2- 060944
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] しかし、上記いずれの文献においても、具体的にどのような通信状況、通信環境の ときに TTI長を変えるのかにっレ、ては、何ら言及されてレ、なレ、。
[0006] そこで本発明では、可変 TTI長に基づいて送信する場合に、移動端末 (またはュ 一ザ端末 UE)の通信環境、通信状態に応じて TTI長を制御する方法と、これを実施 する無線基地局装置の構成を提供することを課題とする。
課題を解決するための手段
[0007] 上記課題を実現するために、無線基地局装置のスケジューラは、移動端末の通信 環境、たとえば、
(1)移動局（UE)のセル内の位置（セル端に位置するか否力 、
(2)移動局の移動速度、
(3)提供しているスループット、
(4)平均再送回数
のいずれかまたは組み合わせに基づいて、下り共有チャネル（DL— SCH)および/ または上り共有チャネル（UL— SCH)の TTI長を決定する。
[0008] より具体的には、本発明のひとつの側面において、無線基地局装置は、
(a)上りリンクチャネルを受信する受信部と、
(b)受信された情報から得られる移動端末の移動速度、セル内の位置、提供されて いるスループット、および再送回数の少なくとも 1つに基づいて、上りリンクおよび/ま たは下りリンクの共有チャネルの伝送タイムインターバル (TTI)長を可変に決定する スケジューラと、
を備える。
[0009] 良好な構成例では、スケジューラは、前記移動端末の位置および/または移動速 度度の推定に用いられるパラメータと、対応する伝送タイムインターバル長とを関連 づけて記述する TTI長割当テーブルを有する。
[0010] 前記移動端末の位置の推定に用いられるパラメータは、例えば、 CQI値、 SIR, SI NR、受信信号電力、再送回数などである。
[0011] 前記移動端末の移動速度の推定に用いられるパラメータは、たとえば、推定ドッブ ラ周波数である。
[0012] TTI長割当テーブルは、前記移動端末の位置および速度の双方を反映するパラメ ータとして、平均スループットと、前記伝送タイムインターバル長との対応関係を記述 する構成としてもよレ、。
[0013] さらに別の構成例では、スケジューラは、移動端末の移動速度、セル内の位置、提 供されているスループット、および再送回数の少なくともひとつを引数とする関数を有 する。
発明の効果
[0014] 通信状態、環境に応じて適切に TTI長を変えることができ、システム全体としてォー バヘッドを低減し、キャパシティを向上することができる。
図面の簡単な説明
[0015] [図 1]本発明の実施形態の無線基地局装置の概略ブロック図である。
[図 2A]図 1の無線基地局装置で用いられる TTI長割当テーブルの一例を示す図で ある。
[図 2B]図 1の無線基地局装置で用いられる TTI長割当テーブルの一例を示す図で ある。
符号の説明
[0016] 10 無線基地局装置 (無線通信装置）
11 受信部
13 上位層データ受付部
14 無線リンク制御部
15 スケジューラ
16 ハイブリッド ARQ制御部（再送制御部）
17 スケジューリング情報生成部
18 送信部
21 TTI長割当テーブル (TTI長決定手段） 発明を実施するための最良の形態
[0017] 以下で、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。実施形態では、特 に初回送信時に適用される TTI長の決定について述べる。
[0018] 基本的な考え方として、無線基地局のスケジューラは、移動端末 (UE)の通信環境
、たとえば、セル内の位置、移動端末の移動速度、提供しているスループット、平均 再送回数のいずれかに基づいて、上りリンクおよび/または下りリンクの共有チヤネ ルの TTI長を可変に制御する。
(1)セル端に位置する移動端末については、トランスポートチャネルに割り当てられる データブロック、すなわちトランスポートブロック (TB)のサイズが小さいため、送信頻 度が高くなり、相対的に下りリンクのスケジューリング情報（DL— SI : Downlink Schedu ling Information)のオーバヘッドの割合が高くなつてしまう。そこで、 TTI長を長くする ことによって、下りリンクスケジューリング情報のオーバヘッドを削減することで、システ ム効率の改善が期待できる。
(2)移動速度の高い移動端末については、フェージング変動速度が速ぐ適応変調 及び誤り訂正符号化制御 (AMC)への追従性が劣化するため、 TTI長を短く設定す ることによるメリットが得にくい。一方、 TTI長を長くすることにより、時間方向のインタリ ーブ効果（時間方向のダイバーシチ効果）を期待することができるため、 TTI長を長く する制御を行うことにより、高品質の伝送が期待できる。
(3)提供しているスループットとは、上記の移動端末のセル内の位置と、移動速度の 双方を反映するパラメータである。
(4)再送回数が多い場合は、移動端末はセル端に位置すると考えられ、 TTI長を長 くして、再送 1回ごとのオーバヘッドを相対的に低減する。
[0019] 図 1は、本発明の実施形態に係る無線通信装置の概略ブロック図である。無線通 信装置は、典型的には無線基地局に適用されるが、それ以外の無線通信装置にも 適用され、移動端末 (ユーザ端末）の通信環境に応じて TTI長を可変に制御する。本 実施形態では、無線基地局に適用されるので、無線基地局装置 10と称する。
[0020] 無線基地局装置 10は、受信部 11、上位層データ受付部 13、無線リンク制御部 14 、スケジューラ 15、ハイブリッド ARQ制御部 16、スケジューリング情報生成部 17、送 信部 18を有する。
[0021] 受信部 11は、移動端末から送られてくるチャネルを受信する。受信情報から、 CQI
(チャネル品質)や、フェージング変動の割合を表す推定ドッブラ周波数 (f )などの
D
受信品質情が取り出されて、スケジューラ 15に供給される。受信部 11はまた、再送 要求信号を受信する。
[0022] 上位層データ受付部 13は、 Uプレーンデータを上位層から受け付ける。無線リンク 制御部 14は、上位層データに基づいて、伝送データのフロー制御やセグメント化を 含む無線リンク制御を行う。
[0023] スケジューラ 15は、無線リンク制御情報と、受信品質情報および再送要求信号に 基づいて、無線リソースの割り当て制御を行う。このとき、ユーザの位置情報や移動 速度、これらを反映するスループット、平均再送回数に基づいて、下りリンクおよび Z または上りリンクの共有チャネル（shared channel)の TTI長を決定する。
[0024] 移動端末の位置に応じて ΤΤΙ長を決定する場合、スケジューラ 15は、たとえば L1 制御チャネルで報告される CQI値に基づいて、移動端末がセル端に位置するかどう 力を判断してもよい。また、移動局で測定され、無線基地局装置 10に報告される希 望信号電力対干渉電力比（SIR)、希望信号電力対干渉および雑音比（SINR) ,受 信信号電極や、再送回数に基づいて、セル端に位置するかどうかを判断してもよい。 移動端末の速度に応じて TTI長を決定する場合は、無線基地局装置 10で受信さ れる上りリンクチャネルから速度を推定してもよいし、移動端末が移動速度を推定し 通知する構成としてもよい。
[0025] さらにまた、移動局の位置と移動速度の双方を反映するパラメータとして、提供され てレ、るスループットを TTI長決定の基準にしてもょレ、。
[0026] 図 1の例では、スケジューラ 15は、 TTI長決定アルゴリズムまたは TTI長割当テー ブノレ 21を有する。 TTI長決定アルゴリズムまたは TTI長割当テーブル 21は、どのよう な通信状態、通信環境のときに、どの程度の長さに TTI長を制御するかを決定する ためのツーノレである。
[0027] TTI長決定アルゴリズムを採用する場合は、移動端末の移動速度、位置、平均再 送回数、提供されたスループットの少なくともひとつを引数とする数式（関数）によって 、 TTI長が決定される。
[0028] TTI長割当テーブルを採用する場合は、移動端末の移動速度および/または位 置を推定させるパラメータ（上述した CQI， SIR, SINR,受信信号電力、平均再送回 数、提供されたスループットなど）と、その場合に選択すべき TTI長とが、事前に設定 されているので、このテーブルを参照して、適切な TTI長を選択する。
[0029] 図 2Aおよび図 2Bは、 TTI長割当テーブル 21の構成を示す図である。図 2Aは、移 動端末の移動速度を基準とする例であり、図 2Bは平均スループットを基準とする例 である。
[0030] 図 2Aにおいて、 TTI長は、平均 CQIと、推定ドッブラ周波数 f (Hz)とから決まる。
D
平均 CQIは、報告された CQIを任意の方法で平均化処理したものである。ドッブラ周 波数は、フェージング変動の早さを示しており、移動端末が高速に移動するほど高く なる。
[0031] たとえば、平均 CQIが CQI〜CQIの間にあり、推定ドッブラ周波数が f 〜f の間
1 2 Dl D2 にある場合は、 TTI長は、 Lに設定される。ここで、 f は正の実数、 Lnは正の整数 (た
2 D
とえば連続するサブフレームの数）である。一例として、たとえば 1サブフレームを 0· 5 msとしたときに、
図 2Bにおいて、 TTI長は、平均スループット Tn (bps)によって決まる。平均スルー プット Tnは、提供されるスループットを任意の方法で平均化処理したものであり、正の 実数である。
[0032] スケジューラは、図 2Αまたは図 2Βのような ΤΤΙ長割当テーブル 21を格納する場合 は、入力情報に基づき、テーブル 21を参照して、下りおよび/または上りの共有チヤ ネルの ΤΤΙ長を決定する力 S、図 2の例に限定されず、移動局の位置および Zまたは 移動速度を推定させる任意のパラメータから、対応する伝送タイムインターバルを導 ける構成を採ること力 Sできる。
[0033] 図 1に戻って、ハイブリッド ARQ制御部 16は、移動端末からの再送要求に応じて、 ハイブリッド ARQ (再送）制御を行う。ハイブリッド ARQとは、既存の ARQ (automatic repeat request :誤り検出'再送要求）機能に誤り訂正技術を加えた技術であり、予め 誤り訂正符号を送信することで誤り訂正を行い、パケット再送回数を減らすことができ る。
[0034] スケジューリング情報生成部 17は、 TTI長情報を含む下りスケジューリング情報を 生成し、これを送信部 18に供給する。
[0035] 送信部 18は、スケジューラ 15によるスケジューリング結果とハイブリッド ARQ制御 部 16の再送制御結果とに基づいて、送信データを順次送信する。
[0036] このような構成により、ユーザの個別具体的な通信環境に応じて、共有チャネルの
TTI長が動的に制御することができる。その結果、オーバヘッドが低減され、キャパシ ティが向上する。
[0037] 本国際出願は、 2006年 5月 1日に出願された日本国特許出願第 2006— 128001 号に基づく優先権を主張するものであり、その全内容を本国際出願に援用する。

Claims

請求の範囲
[1] 上りリンクチャネルを受信する受信部と、
受信された情報から得られる移動端末の移動速度、セル内の位置、提供されてい るスループット、および再送回数の少なくとも 1つに基づいて、上りリンクおよび Zまた は下りリンクの共有チャネルの伝送タイムインターバル (TTI)長を可変に決定するス ケジユーラと
を備えることを特徴とする無線基地局装置。
[2] 前記スケジューラは、前記移動端末の位置および/または移動速度の推定に用い られるパラメータと関連づけて、対応する伝送タイムインターバル長を記述する TTI 長割当テーブルを有することを特徴とする請求項 1に記載の無線基地局装置。
[3] 前記移動端末の位置の推定に用いられるパラメータは、 CQI値、 SIR, SINR、受 信信号電力、再送回数の少なくともひとつを含むことを特徴とする請求項 2に記載の 無線基地局装置。
[4] 前記移動端末の移動速度の推定に用いられるパラメータは、推定ドッブラ周波数を 含むことを特徴とする請求項 2に記載の無線基地局装置。
[5] 前記 TTI長割当テーブルは、前記移動端末の位置および移動速度の双方を反映 するパラメータとして、平均スループットと、前記伝送タイムインターバル長との対応関 係を記述することを特徴とする請求項 2に記載の無線基地局装置。
[6] 前記スケジューラは、前記移動端末の移動速度、セル内の位置、提供されてレ、るス ループット、および再送回数の少なくともひとつを引数とする関数を有することを特徴 とする請求項 1に記載の無線基地局装置。
[7] 前記スケジューラは、前記移動端末の移動速度が速レ、場合に、前記伝送タイムィ ンターバル長を長くすることを特徴とする請求項 1に記載の無線基地局装置。
[8] 前記スケジューラは、前記移動端末がセル端に位置する場合に、前記伝送タイムィ ンターバル長を長くすることを特徴とする請求項 1に記載の無線基地局装置。
[9] 前記スケジューラは、前記提供されるスループットが低い場合に、前記伝送タイムィ ンターバル長を長くすることを特徴とする請求項 1に記載の無線基地局装置。
[10] 無線通信システムにおいて、上りチャネルで受信された情報から得られる移動端末 の移動速度、セル内の位置、提供されているスループット、および再送回数の少なく とも 1つに基づいて、上りリンクおよび/または下りリンクの共有チャネルの伝送タイム インターバル (TTI)長を可変に決定する
ことを特徴とする無線通信方法。
前記移動端末の位置および/または移動速度の推定に用レ、られるパラメータと関 連づけて、対応する伝送タイムインターバル長を記述するステップをさらに含むことを 特徴とする請求項 10に記載の無線通信方法。
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