WO2008053550A1

WO2008053550A1 - Wireless communication system

Info

Publication number: WO2008053550A1
Application number: PCT/JP2006/321879
Authority: WO
Inventors: Takayoshi Ode
Original assignee: Fujitsu Limited
Priority date: 2006-11-01
Filing date: 2006-11-01
Publication date: 2008-05-08
Also published as: KR20090061056A; CN101529960A; EP2597786A2; EP3151450A1; AU2006350395C1; KR20110028373A; ES2629199T3; ES2603090T3; EP2068579A4; US9345037B2; EP2597786A3; US10182418B2; EP2597786B1; EP2068579B1; CN101529960B; JP4883090B2; US20100034108A1; ES2833003T3; EP2068579A1; KR101115806B1

Description

明細書

無線通信システム

技術分野

[0001] 本発明は、無線通信システムに関する。

背景技術

[0002] スケジューラを用いて送信割り当てを実施する移動通信システムであり、 3GPPにお V、て標準化が行われて、る HSDPAシステムの実用化が一部で始まって、る。

以下、下り高速伝送を実施するための HSDPAシステムを例として、端末構成例と基地局構成例を用いて説明する。

[0003] 図 1〜図 5は、従来の HSDPAシステムを説明する図である。

図 1の端末において、例えば、アンテナ 10、無線部 11、復調 '復号部 12を介して受信した下り信号のパイロット信号を基に、無線回線品質測定 ·算出部 13において、無線回線品質指標 (以後 CQI： Channel Quality Indicatorと略す)を測定し算出する。具体例としては、パイロット信号の受信電力と干渉電力を測定することにより、 SIRを算出し、これを基に CQIを算出する。この CQI値を無線回線品質指標送信部 14で、送信用の信号に組み立て、符号化'変調部 15で符号ィ匕し、変調し、アンテナ 10を介して上り無線回線で基地局へ伝送する。すなわち、 CQI値を基地局に報告する。

[0004] 一方、図 2の基地局内は、アンテナ 20、無線部 21、復調 *復号部 22を介して、端末力も送られてきた CQI値が載せられた信号を受信し、無線回線品質指標収集部 23において、無線回線品質指標（CQI)を収集し、スケジューラ 24に通知する。スケジユーラ 24において、例えば、端末力も報告された無線回線品質指標 (以後 CQI： Channel Quality Indicatorと略す)を用いて使用周波数帯域毎に端末の優先順位を算出し、優先順位の高いものから送信パラメータを選択し、制御信号作成部 25で、送信用の制御信号を生成し、符号化 ·変調部 27、無線部 28、アンテナ 20を介して、端末に送信する。送信データバッファ 26の送信データは、制御信号の送信後に端末に向けて送信される。

[0005] 図 3は、スケジューリングの処理フローである。今、基地局のセルの中に端末 UEl〜UEnがあるとする。ステップ S10において、端末 UEl〜UEnの CQI値（CQIl〜CQIn)を受信する。ステップ S11において、 CQI1〜 CQInを格納する。ステップ S12において、 TTIを初期化する。 TTIとは、 transmission t ime intervalの略であり、端末へのデータの送信間隔を示す。ここでは、端末への送信回数を示す変数として用いている。ステップ S13において、 TTIを 1増加する。ステップ S 14において、端末 UEkの優先度 Pkを算出する。ステップ S 15において、 i=0,j=l と初期化する。ステップ S16において、無線リソースの残り Riを算出する。 i=0のときは、まだ、無線リソースを割り当てていないので、 Riは、システムの無線リソース全部である。ステップ S17において、無線リソースの残り Riが 0より小さくないか否かを判断する。ステップ S17の判断が Yesの場合には、ステップ S21に進む。ステップ S17の判断が Noの場合には、ステップ S 18において、 n-i個の端末力も優先度 (優先順位) Pkが最大値 Pkjnaxとなる端末 UEjを算出する。ステップ S19において、端末 UEjへのデータの送信方法 (データ長、変調方式等)を選択する。ステップ S 20において、 iを 1増加し、 jを 1増加して、ステップ S16に戻る。ステップ S21では、ステップ S19において選択した送信方法を制御信号として変調し、端末へ送信する。ステップ S22においては、制御信号を送信した端末向けに送信データを変調し、送信し、ステップ S13に戻る。

[0006] また、優先順位の算出方法として、 CQIの値の高!、もの力選択する MAX CIR法や、 CQIの高いもの力も選択し、かつ、機会が均等となるように選択する PF(Proportional Fairness)法などが使用されて!/、る。

[0007] ところで、上述の 3GPPにおいて、次世代移動通信システムとして E3G(Evolved 3G) システムの仕様検討が行われている。これにおいては、多元接続方式として、下りに OFDMA方式、上りに SC-FDMA方式の導入が検討されて!、る。

[0008] また、 E3Gシステムでは、従来の HSDPAより広、周波数帯域 (例えば 4倍)を用い、 H SDPAシステムと同様にスケジューリングを実施する。さらに、 E3Gシステムで使用される端末は、上りと下りで帯域幅が異なる。さらに、例えば、下りの場合、端末が使用できる帯域は 1.25MHz, 2.5MHz, 5MHz, 10MHz, 20MHzなど端末によって異なる。

[0009] このため、 HSDPAのように特定の帯域に限定したスケジューリングを行うことができず、使用帯域幅を考慮しシステム帯域 20MHzでスケジューリングを実施する必要がある。

言い換えれば、図 4のように、一つのスケジューラでシステム全体のスケジユーリングを行う必要がある。

[0010] また、下りのシステムの帯域幅が 20MHzで、端末の下り帯域幅が 5MHzの場合を想定する。このとき、運用時に使用される周波数は、他の端末との兼ね合いから、使用周波数は可変となり、 4つの可能性がある。したがって、基地局のスケジューラ力他の端末の使用帯域幅を考慮し、かつ、複数の帯域力最適な帯域を選択できるようにするためには、図 5に示されるように、端末において 5MHz帯域毎に CQIを測定 '算出し、 CQIを基地局に報告しなければならない。

[0011] すなわち、 HSDPAと比較し 4倍の CQIの測定 '算出が必要となる。また、基地局への CQI報告回数も 4倍となる。この結果、上り回線の干渉も 4倍となってしまう。

E3Gシステムにお!/、て、システム全体のスケジューリングを一つのスケジューラで実施する場合、

'従来の HSDPAシステムのスケジューラと比較し単純には、スケジューリング対象の端末数は、 HSDPAシステムと比較し単純には数倍 (例えば 4倍)となること。

'送信間隔が従来の HSDPAシステムの 2msecに比較し 1Z4である 0. 5msecとなること。

以上の 2点から、例えば、従来の 16倍のスケジューリング速度が要求されている。言い換えれば、優先順位計算時間を 1Z16としなければならない。

[0012] 一方、それまでにスケジューリングを行う CPUや DSPの処理性能の向上は、 E3Gのサービス開始目標である 2010年を基準に考えると、ムーアの法則 (18ヶ月で処理速度 2倍)を考慮しても 4倍程度としかならず、上記 16倍には及ばな、。

[0013] よって、スケジューリング処理の高速ィ匕が必要不可欠である。

特許文献 1では、高速移動する端末をグルーピングし、スケジューリングする技術が示されている。さらに、スケジューリングの対象となる帯域を特ィ匕している。これらは、 3 GPPの HSUPA(High Speed Uplink Packet Access)をベースとするものと考えられる。しかしながら、低速移動中や停止中の端末に対してはスケジューリングを実施しないことが説明されている。

[0014] 特許文献 2は、 OFCDM(Orthogonal Frequency and Code Division Multiplexing)を用いた例である。すなわち、周波数方向及び時間方向に拡散を実施し、多重する方法を用いてものである。

[0015] 特許文献 3は、送信電力の減衰量を用いて端末のグルーピングを行うもので、使用周波数帯域に関しては記述がないため、従来の OFDMを使用しているものと考えられる。

特許文献 4は、基地局が移動局の移動速度をドップラー周波数を使って検出し、符号ィ匕レートと変調方式を最適に選択するものである。

[0016] 特許文献 5は、移動局のドップラー周波数等の情報により、移動局と基地局の通信の伝送レートを最適に決定するものである。

特許文献 6は、副搬送波をグループ化し、グループ毎にチャネル品質情報を取得して、送受信するものである。

特許文献 1：特開 2006-060814号公報

特許文献 2：特開 2005-318434号公報

特許文献 3：特開 2001-036950号公報

特許文献 4：特開 2003-259437号公報

特許文献 5：特開 2005-260992号公報

特許文献 6：特開 2005-160079号公報

発明の開示

[0017] 本発明の課題は、基地局におけるスケジューリング処理の処理速度を高速化することの出来る無線通信システムを提供することである。

本発明の無線通信システムは、基地局が複数の周波数帯域を使って配下の複数の端末と通信する無線通信システムにおいて、端末が基地局との通信に使用する周波数帯域毎に得られた無線回線品質に基づいて、該複数の端末を該周波数帯域毎のグループに振り分けるグループ化手段と、該グループに分けられた端末を、グループを単位としてスケジューリングするスケジューリング手段と、該スケジューリングの結果に基づヽて、基地局が端末と通信を行う通信手段とを備えることを特徴とする。図面の簡単な説明

[図 1]従来の HSDPAシステムを説明する図（その 1)である。

[図 2]従来の HSDPAシステムを説明する図（その 2)である。

[図 3]従来の HSDPAシステムを説明する図（その 3)である。

[図 4]従来の HSDPAシステムを説明する図（その 4)である。

[図 5]従来の HSDPAシステムを説明する図（その 5)である。

[図 6]本発明の実施形態の処理の流れを示すシーケンス図である。

圆 7]本発明に従った、回線設定時に最も簡易な各帯域の回線品質を用いてグルービングする場合の説明図である。

[図 8]使用帯域毎の無線回線品質の測定イメージを示す図である。

[図 9]端末のグルーピングとスケジューリングの仕方に関する説明をする図（その 1)である。

[図 10]端末のグルーピングとスケジューリングの仕方に関する説明をする図（その 2) である。

[図 11]端末の使用帯域幅が図 10と異なる場合のグルーピングとスケジューリングの仕方のイメージを示す図である。

[図 12]階層化グルーピングについて説明する図（その 1)である。

[図 13]階層化グルーピングについて説明する図（その 2)である。

[図 14]端末をグループィ匕した際に基地局が有するグループィ匕テーブルの例である。

[図 15]グループィ匕の他の方法を説明する図である。

[図 16]図 15のグルーピングに対応する、基地局の有するグループ化テーブルの例である。

圆 17]それぞれ端末をグループに振り分ける際の処理例を示す図（その 1)である。

[図 18]それぞれ端末をグループに振り分ける際の処理例を示す図（その 2)である。

[図 19]それぞれ端末をグループに振り分ける際の処理例を示す図（その 3)である。圆 20]それぞれ端末をグループに振り分ける際の処理例を示す図（その 4)である。圆 21]それぞれ端末をグループに振り分ける際の処理例を示す図（その 5)である。圆 22]本発明の端末の原理構成を示す図である。 [図 23]本発明の基地局の原理構成を示す図である。

[図 24]図 22の構成を無線回線品質として CQIを測定する場合に適用した構成例である。

[図 25]図 23の構成を無線回線品質として CQIを測定する場合に適用した構成例である。

[図 26]本発明の実施形態の基地局の第 2の構成例である。

[図 27]本発明の実施形態の基地局の第 3の構成例を示す図である。

[図 28]図 27に対応する本発明の実施形態の端末の第 2の構成例を示す図である。

[図 29]本発明の実施形態の基地局の第 4の構成例を示す図である。

[図 30]本発明の実施形態の基地局の第 5の構成例を示す図である。

発明を実施するための最良の形態

[0019] 以下、下り伝送を例として、説明する。

図 6は、本発明の実施形態の処理の流れを示すシーケンス図である。

図 6において、端末は、周波数帯域毎の無線回線品質を測定する（1)。すなわち、周波数帯域毎に、受信データから SIRを計算し、これを基に、 CQI値を求める。測定した無線回線品質を基地局に通知する（2)。基地局では、受信した無線回線品質の情報から、端末が使用すべき周波数帯域を決定し (3)、無線回線品質を送信してきた全ての端末をグループに分類する（4)。グループィ匕の設定が終わると、基地局は、各端末にその端末が属する端末グループを通知する（5)。端末グループ通知を受け取った端末は、使用周波数帯域及び端末グループの設定を行う（6)。自端末に設定された使用周波数帯域で無線回線品質を測定し (7)、この測定結果を基地局に通知する（8)。基地局では、通知された無線回線品質を基に、使用周波数帯域毎に、スケジューリングを行う。すなわち、端末の優先順位に基づき送信する端末を選択し、かつ送信方法を選択する。この結果を基に端末が受信するための制御情報を作成する。（9)、端末に、送信制御情報を通知し（10)、その後、データを送信する（11)。

[0020] このように、 OFDMAシステムや MC- CDMAシステムにおいて、端末が使用可能な帯域幅と使用周波数によって、端末をグルーピングする。グルーピングは、無線回線設定時に実施してもよいし、無線回線設定後一定周期でグルーピングしてもよい。また、グルーピングするための情報は、端末の使用可能帯域幅に加え、帯域毎の回線品質、各帯域の回線使用状況 (負荷)などが考えられる。

[0021] 図 7は、本発明に従った、回線設定時に最も簡易な各帯域の回線品質を用いてグルービングする場合の説明図である。

具体的には、ある端末が使用可能な最大帯域幅カ^ MHzで、システムの帯域幅が 2 0MHzであった場合を考える。回線設定時に、端末において、システム帯域 20MHzを使用可能な最大帯域幅 5MHzで分割したそれぞれに対して、無線回線品質を測定し、無線回線品質指標を算出し（1)、基地局に対して通知する（2)。基地局ほたは、無線回線制御局)は、この情報と端末の使用可能帯域幅を基に使用周波数を決定し (3 )、使用帯域幅と使用周波数毎に端末を分けグルーピングを実施する (4)。なお、収容可能な周波数間の回線負荷を考慮し、使用周波数を決定してもよい。

[0022] 図 7は、図 6とほぼ同じであるが、使用周波数帯域及び端末グループの設定が回線設定時に行われ、定常状態では、各端末が自端末の使用周波数帯域の無線回線品質を測定し、報告された無線回線品質を基に基地局においてスケジューリングを行い通信を開始する。定常状態の動作は図 6と同じであるため説明を省略する。

[0023] 図 8は、使用帯域毎の無線回線品質の測定イメージを示す図である。

前述のように端末グループが決定された端末は、決定された使用周波数に対してのみ回線品質を測定し CQIを算出し、基地局に対して報告を行う。

[0024] これにより、 CQI報告数が削減され、上り干渉を低減することができる。

CQIを受信した基地局は、その端末のグループ毎に CQIを分類し、端末グループ毎 (使用周波数帯域毎)にスケジューリングを行う。これにより、スケジューリング対象の端末が減少することから、スケジューリングにおける端末の優先度算出処理量が削減され、処理を高速化できる。また、端末グループ毎にスケジューリングすることから、複数のスケジューラを平行に動作させることにより、更に処理を高速ィ匕できる。

[0025] 図 9及び図 10は、端末のグルーピングとスケジューリングの仕方に関する説明をする図である。

図 9及び図 10では、システムの帯域が 20MHzで、端末の使用帯域幅が 5MHzの場合を示しており、端末 UE100〜UE139を 4つのグループにグループ化している。グループ 1は、周波数帯域 1を使用し、 4つ設けられたスケジューラの内のスケジューラ 1を用いてスケジューリングをする。同様に、グループ 2は、帯域 2、スケジューラ 2が割り当てられ、グループ 3は、帯域 3、スケジューラ 3、グループ 4は、帯域 4、スケジューラ 4が割り当てられる。このイメージを示したのが、図 10 (a)である。各グループのスケジユーリングは、データの送信間隔が、 0. 5msであるので、 0. 5ms毎に行う。

[0026] このように、スケジューラを複数も受けた場合には、各端末グループに 1つのスケジユーラを割り当てる。すなわち、グループ 1は、例えばスケジューラ 1でスケジユーリングを行い、グループ 2はスケジューラ 2でスケジューリングを行う。これらのスケジユーリングは、図 10 (b)に示すように並列に実施することが可能である。

[0027] 図 11は、端末の使用帯域幅が図 10と異なる場合のグルーピングとスケジューリングの仕方のイメージを示す図である。

図 11では、端末の使用帯域幅が 10MHzの場合を示しており、帯域 1と帯域 2を使い、スケジューラ 5でスケジューリングを行うグループ 5と、帯域 3と帯域 4を使い、スケジユーラ 6でスケジューリングを行うグループ 6にグループ化されている。

[0028] 図 12及び図 13は、階層化グルーピングについて説明する図である。

上述のように端末が使用可能な帯域幅は、端末の性能によって異なる。このため、使用可能帯域幅でグルーピングする方法が考えられる。図 12の場合、 20MHzを使用可能な端末 UE160〜！ JE169は、グループ 7に分類され、帯域 1〜4の全てを使って、スケジューラ 7でスケジューリングする。一方、使用帯域が 10MHzの端末 UE140〜 UE149と、 UE150〜159は、それぞれ、帯域 1、 2を使!/、、スケジューラ 5によってスケジユーリングされるグループ 5と、帯域 3、 4を使用し、スケジューラ 6によってスケジユーリングされるグループ 6に分類される。使用帯域が 5MHzの端末 UE100〜109、 UE110〜119、 UE120〜129、 UE130〜139は、それぞれ、帯域 1を使い、スケジユーラ 1によってスケジューリングされるグループ 1と、帯域 2を使い、スケジューラ 2によってスケジューリングされるグループ 2と、帯域 3を使い、スケジューラ 3でスケジユーリングされるグループ 3と、帯域 4を使い、スケジューラ 4でスケジューリングされるダループ 4に分類される。

[0029] 図 13 (a)及び (b)に示されるように、使用可能帯域を全て使うことを前提とし、例えば、使用可能帯域が 20MHzのように使用可能帯域が広!、グループを上位グループとし、例えば使用可能帯域力 MHzのように狭いループを下位グループとする。このとき、スケジューリングは、上位グループから下位グループへと実施される。

[0030] 図 13 (a)に示されるように、各データの伝送時間である 0. 5ms毎に、最初に、ダループ 7がスケジューリングされ、次に、グループ 5と 6力最後に、グループ 1〜4がスケジユーリングされる。図 13 (b)は、階層化されたスケジューリングのイメージを記載したものである。スケジューラ 7から順次階層的に、スケジューリングを行う。スケジューラ 5 と 6では、 2つのスケジューラが、スケジューラ 1〜4では、 4つのスケジューラが並列動作するので、スケジューリングの高速ィ匕が期待される。

[0031] 図 14は、端末をグループ化した際に基地局が有するグループィヒテーブルの例である。

各端末グループ番号に対応して、各グループの使用帯域の中心周波数、帯域幅、及び、各グループに属する端末の識別番号が登録される。

[0032] 図 15は、グループィ匕の他の方法を説明する図である。

伝送するデータによっては、必要伝送速度が異なる。そのため、必要帯域幅がデータによって異なる。すなわち、 QoSによっては、使用帯域幅を広くとる必要がある場合や使用帯域幅を狭くすることが可能である場合も考えられる。更に、必要伝送速度が満たせない場合であっても、他の端末との兼ね合いから帯域幅を狭くすることで伝送可能である場合は、伝送を実施することも考えられる。このため、ある端末の使用可能な帯域幅が 20MHzであった場合、使用帯域幅が 20MHzの端末グループに属するだけではなぐ 10MHzや 5MHzなど、より狭い帯域幅の端末グループに属することも可能である。そこで、端末グループをその使用帯域幅の大きさの順に階層化する。図 15では、使用帯域が 20MHzの端末は、 10MHzでも、 5MHzでも通信が可能である。また、使用帯域が 10MHzの端末は、 5MHzでも通信可能である。使用帯域が 20MHzの端末 UE160〜！ JE169は、帯域 1〜4を使用し、スケジューラ 7によってスケジユーリングされるグループ 7に属するほ力、グループ 1〜6の全てのグループに属するようにグループ化されている。したがって、端末 UE160〜！ JE169が 20MHzの帯域を使えないときは、 10MHzの帯域のグループ 5あるいは 6、 10MHzの帯域も使えない場合には、 5 MHzの帯域のグループ 1〜4のいずれかに割り振り、端末 UE160〜169が通信できなくなる可能性を低くする。同様に、使用帯域が 10MHzの端末 UE140〜149、 UE15 0〜159の端末は、グループ 1〜4にも割り振り、 10MHz帯域での通信が出来ない場合には、 5MHz帯域での通信を行えるようにする。使用帯域力 MHzの端末 UE100〜 109、 UE110〜119、 UE120〜129、 UE130〜139は、 5MHz以下の使用帯域力いので、グループ 1〜4のみにそれぞれ属する。

[0033] スケジューリングでは、上位の階層のグループ（例えば 20MHz)から下位の階層のグループ（例えば 5MHz)へと順にスケジューリングを行う。これにより、グループに於けるスケジューリング対象端末数を削減でき、優先順算出処理を削減できることから、スケジューリングを高速ィ匕できる。

[0034] 図 16は、図 15のグルーピングに対応する、基地局の有するグループ化テーブルの例である。

端末グループ番号 1〜7にそれぞれ対応し、各グループの使用帯域の中心周波数、帯域幅、各グループに属する端末の識別番号が登録されている。

[0035] 図 14の場合も同様であるが、スケジューラを複数設ける場合には、グループの数だけ設ける。そして、グループ毎にスケジューラを設け、各スケジューラを、前述したように階層的に並列に動作させることにより、スケジューリング速度を上げることが出来る。また、スケジューラを複数設ける代わりに、並列動作が可能な 1つのスケジューラを用いても良い。

[0036] 図 17〜図 21は、それぞれ端末をグループに振り分ける際の処理の流れの例を示す図である。

図 17の処理の例では、ステップ S 30において、対象端末の最大使用可能帯域幅を確認する。ステップ S31において、帯域毎の CQIを端末力も受信する。ステップ S3 2において、 CQIの最大値から使用帯域を選択する。ステップ S33において、選択された帯域に対応する端末グループを選択する。

[0037] 図 18の例では、ステップ S35において、対象端末の最大使用可能帯域幅を確認し、ステップ S36において、帯域毎の CQIを端末から受信する。ステップ S37において、 CQIと各帯域の使用状況から使用帯域を選択し、ステップ S 38において、端末ダループを選択する。各帯域の使用状況とは、各帯域にすでに割り振られている端末の数等である。ある帯域に割り振られる端末の数が多くなりすぎると、スケジューラによる選択される頻度が低下し伝送速度が落ちるため、その場合には、 CQIが最大の帯域ではなぐ CQIが 2番目に大きい帯域を選ぶ等の処理を施す。

[0038] 図 19の例では、ステップ S40において、対象端末の最大使用可能帯域幅を確認する。ステップ S41において、帯域幅及び帯域毎の CQIを端末力も受信する。ステツプ S42において、 CQIの最大値力も使用帯域幅及び使用帯域を選択する。ステップ S43において、端末グループを選択する。図 19では、端末が複数の使用帯域を使用できる場合を想定している。例えば、システム帯域が 20MHzであり、端末の使用帯域が 10MHzの場合、端末は、使用帯域幅として、 10MHzと 5MHzが使用できる。したがって、端末は、 10MHz幅の 2つの帯域と、 5MHz幅の 4つの帯域の CQIを測定し、基地局は、この測定結果から、使用帯域を選択する。

[0039] 図 20の例では、例えば、 QoSの GBR (Guaranteed Bit Rate)が設定されている場合を考える。すなわち、最低の伝送速度を規定したサービスが設定されている場合を考える。例えば、帯域 5MHz、変調方式 QPSK、符号化率 1Z3で伝送可能な伝送速度力 3Mbpsであるとする。このとき、ある端末の GBR力 Mbpsであった場合、 GBRを満たすためには、帯域幅を 10MHzとする必要がある。したがって、使用帯域幅 10MHzのグループに端末を割り振るようにする。変調方式としては、 QPSKのほかに、 16QAM、 6 4QAMなどの多値変調方式があり、符号ィ匕率を可変にしたり、 MIMO機能を使用したりすることち可會である。

[0040] ステップ S45で、対象端末の最大使用可能帯域幅を確認する。ステップ S46において、対象端末への伝送データの QoSを確認する。ステップ S47において、必要帯域幅を算出する。ステップ S48において、必要帯域幅の帯域毎の CQIを端末から受信する。ステップ S49において、 CQIの最大値と使用可能帯域幅と必要帯域幅から使用帯域幅を選択し、ステップ S50において、端末グループを選択する。

[0041] 図 21の例では、端末の移動によって伝送特性が劣化することを考慮する。すなわち、端末の移動速度によって、ドップラー周波数が決まり、ドップラー周波数によって、その伝送特性の劣化の度合いを判断する。ドップラー周波数は、使用周波数が高いほど大きくなるため、高速移動に対応するために、端末との通信に低い周波数を使用することが望ましい。

[0042] そこで、例えば、システム帯域幅が 20MHzで、中心周波数を図 14で fl <f2く f3く f4とした場合、周波数の高い帯域（中心周波数 f3、 f4、 f6)を高速移動端末向けとし、低いほうの周波数帯域 (fl、 f2、 f5)を低速移動または静止中の端末向けとする。

[0043] 端末のグループ分けに先立って、端末の移動速度を端末または基地局で推定する。推定方法としては、例えば、フージングによる受信電界強度の落ち込みの間隔（フェージングピッチ）を測定することによって、移動速度を推定する。その結果を移動速度の閾値と比較し、速い場合には高速移動とし、遅い場合には、低速移動または停止中と判断する。

[0044] ステップ S55において、対象端末の移動速度推定を行う。ステップ S56において、高速移動 Z低速移動を判定する。ステップ S57において、対象端末の最大使用可能帯域幅を確認し、ステップ S58において、必要帯域幅の帯域毎の CQIを端末から受信し、ステップ S59において、移動速度と使用可能帯域幅と各帯域の CQIから帯域幅と使用帯域を選択し、ステップ S60において、端末グループを選択する。

[0045] 図 22は、本発明の端末の原理構成を示す図である。図 23は、本発明の基地局の原理構成を示す図である。図 22においては、図 1に対応する構成には同じ参照符号を付す。図 23においては、図 2に対応する構成には同じ参照符号を付す。

[0046] E3Gなどの OFDMAや MC- CDMAなど複数帯域を使用する無線通信システムの下り送信において、ある端末が、回線設定時に下り制御信号 (例えばパイロット)を、アンテナ 10、無線部 11、復調'復号部 12を介して受信し、受信電力を測定することによつて、回線品質測定部 13で各帯域の無線回線品質を測定及び算出し、その結果を、回線品質送信部 14、符号化 ·変調部 15、無線部 16、アンテナ 10を介して上り無線チャネルを使って基地局へ通知する。

[0047] 各帯域の無線回線品質を受信した基地局では、回線設定用測定結果抽出部 29が端末が測定した帯域毎の無線回線品質等を抽出し、回線設定部 30に与える。回線設定部 30は、端末グループ設定部 31の端末に関する情報を参照しながら、その端末の使用可能帯域幅や、帯域の使用状況や負荷を考慮し、その端末が使用する帯域を決定し、使用帯域によって端末をグルーピングし、その結果を、端末グループ設定信号作成部 32を介して端末に通知する。

[0048] 通知を受けた端末は、端末グループ設定情報抽出部 17でこの情報を抽出し、自端末が割り当てられた端末グループの周波数帯域などの設定を端末設定制御部 18を介して、無線部 11、 16、回線品質測定部 13に行う。その後、回線品質測定部 13で使用帯域の回線品質を定期的に測定し、回線品質指標を算出し、上り無線チャネルを介して基地局へ報告する。

[0049] 回線品質情報収集 ·分類部 23で各端末からの無線回線品質指標を受信した基地局は、端末の属するグループ毎に無線回線品質指標を分類し、スケジューラ 24— 1 〜24—nを用いて、グループ毎に無線回線品質指標を基に送信優先順位を算出する。このとき、各スケジューラ 24— 1〜24— nは、回線品質情報を送ってきた端末が属する端末グループを担当するスケジューラが選択されて、送信優先順位を算出する。なお、図 23では、スケジューラは、 2つしか記載されていないが、一般に n個設けることが出来、端末グループの数だけ設ければ効果的である。

[0050] 優先順位の算出結果を基に、送信する端末を選択すると共に、送信方法 (例えば、送信データ量、変調方式、符号化率など)を選択し、その結果を基に、制御信号作成部 25— 1〜25— nにおいて、送信制御信号を作成し、データを送信する端末に対して送信する。送信制御信号に続いて、決定された送信方法に基づいて送信データを符号化し、変調ののち端末に送信する。なお、端末の使用可能帯域幅や使用可能変調方式などを考慮し、送信方法の選択を行う。さらに、グループ毎 (スケジューラ毎) に使用可能な変調方式などを制限することにより、送信方法選択処理を簡単にする

[0051] 端末では、基地局から送られてくる送信制御信号を制御信号抽出部 19で抽出し、信号の内容を解読して、データの受信に必要な設定を復調'復号部 12に行う。設定後は、基地局から送られてくるデータを受信する。

[0052] 上記のように、端末を使用する帯域でグループィ匕することによって、以下の処理が可能となる。

1)使用帯域に対してのみ無線回線品質を測定し、無線回線品質指標を算出し基地局へ報告する。

2)グループ毎にスケジューリングを行い、優先順の算出、送信端末の選択および送信方法を決定する。

[0053] 上記により以下の効果がある。

未使用の帯域に関して無線回線品質の測定を削減することができる。すなわち、処理が簡易となる。また、基地局に対しての無線回線品質指標の報告数を削減できる

。これにより、端末における送信処理を軽減でき、報告数が削減されることから、上り回線の電波干渉を低減できる。

[0054] また、グループ毎にスケジューリングすることから、スケジューリング対象端末数を削減でき、優先順位算出等の処理時間を短縮することができる。更に、グループ毎にスケジユーリングすることから、スケジューリングの並行動作が可能となり、優先順位算出等の処理時間を短縮することができる。

[0055] なお、図 23の基地局構成例において、点線で囲まれた回線設定部 30と端末ダループ設定部 31については、基地局の上位装置である無線回線制御局 (RNC)に備えてもよい。

上記では端末のグルーピングを回線設定時に行うとした力一定間隔でグルーピングを変更したり、対応する帯域における端末の収容数 (すなわち負荷)の調整のため等で随時グルーピングを変更してもよい。この場合、例えば図 6に示すような手順で処理する。

[0056] 図 24は、図 22の構成を無線回線品質として CQIを測定する場合に適用した構成例である。図 25は、図 23の構成を無線回線品質として CQIを測定する場合に適用した構成例である。

[0057] 図 24の CQI測定 ·算出部は、自端末がどの端末グループに属する力決定されてから、自端末グループの使用する周波数帯域についてのみ CQIを測定、算出するものである。そのための設定は、端末設定制御部 18によって行われる。図 25の CQI収集 •分類部 23は、端末力の、その端末が属する端末グループの使用周波数帯域に関する CQIの測定、算出値を収集するもので、得られた CQI値は、対応する端末ダループのスケジューリングを担当するスケジューラに渡される。 [0058] 図 26は、本発明の実施形態の基地局の第 2の構成例である。

図 26において、図 23に対応する構成には同じ参照符号を付す。

上記構成例では、端末の使用可能帯域幅を考慮し、グルーピングを実施した。ここでは、例えば、端末の使用可能帯域が 20MHzであり、分割された一つの帯域が 5MH zであった場合を考える。この端末は使用帯域 20MHzのグループに属する。しかし、伝送するデータによっては、 20MHzの帯域幅を使用しなくてもよい程度の要求伝送速度である可能性がある。この場合、使用帯域幅を 20MHzとすることは、不効率である。しかし、使用帯域幅が固定されたグループでは、 20MHzの使用となってしまう。

[0059] そこで、例えば使用可能な帯域幅 20MHzでのグループと、帯域幅が 10MHzのグループ及び帯域幅が 5MHzのグループに重複して属することとする。なお、使用中心周波数が異なるグループに属すことも可能であるから、この場合 7つのグループに属することとなる。このとき、広い帯域幅を使用する場合は、送信する端末を選択する際に、使用する帯域幅が広いものから順にスケジューリングを実施しなければない。そこで、使用帯域幅が広いグループ力狭いグループへと階層化することによって、広い帯域の使用を容易にすることができる。また、広い使用帯域を使用する際には、連続した帯域を選択することが望ましいが、上記のように階層化することで連続した帯域の使用が容易となる。

[0060] このような階層化されたグルーピングをする場合、各端末グループに異なるスケジューラを割り当てるのではなぐ並列計算が可能な 1つの階層ィ匕スケジューラ 24aを設けることによって、実現が可能である。

[0061] 図 27は、本発明の実施形態の基地局の第 3の構成例を示す図である。図 28は、図 27に対応する本発明の実施形態の端末の第 2の構成例を示す図である。図 27〖こおいて、図 23に対応する構成には同じ参照符号を付す。図 28において、図 22に対応する構成には同じ参照符号を付す。

[0062] ここでは、上り伝送を例として説明するが、下り伝送に際して上り無線回線品質を用

V、て使用周波数帯域を選択してもよ!/、。

端末は、端末性能記憶部 52に記憶された端末性能を基に端末性能情報作成部 5

3が端末性能情報を作成し、端末性能である使用可能帯域情報にしたがって、上り制御信号作成部 54が作成した制御信号 (例パイロット信号)を基地局へ送信する。

[0063] 基地局は、 CQ劇定*算出部 50において回線設定時に端末力も各帯域で送信された制御信号 (例パイロット信号)の受信電力を測定し、各帯域の無線回線品質を算出して得られた結果と、端末の使用可能帯域幅を端末性能情報抽出部 51が抽出し、これを回線設定部 30に与えて、該当する端末の属するグループを選択し、端末に通知する。

[0064] 通知を受けた端末は、端末グループ設定情報抽出部 17でグループ情報を抽出し、対応する帯域で受信できるよう、端末設定制御部 18が無線部 11、 16などの装置設定を行、、以後その帯域を用いて上りデータ伝送を実施する。

[0065] 一方、基地局は、以後端末が属するグループの帯域に対してのみ、 CQI測定'算出部 23で上り無線回線品質を測定 '算出し、その結果を基に上りスケジューリングを実施する。スケジューリングにより算出した優先度を基に端末を選択し、上り送信方法を選択し、選択した端末に対して通知する。この通知は、端末の制御信号抽出部 19で抽出され、復調'復号部 12に設定される。

[0066] 図 29は、本発明の実施形態の基地局の第 4の構成例を示す図である。図 29において、図 23に対応する構成には同じ参照符号を付す。

上記構成では、各帯域の無線回線品質と、端末の使用可能帯域幅を用いて端末のグルーピングを実施した力ここでは、さらに伝送するデータの QoS(Quality of Serv ice)を考慮し端末のグルーピングを行う。 QoSは、基地局と端末が通信を行う場合に予め（例えば、回線設定時)決められており、基地局は端末と通信するときの QoSを予め知っているので、この情報を回線設定部 30及び端末グループ設定部 31に入力して、端末をグループ化するときの考慮対象とする。

[0067] 図 30は、本発明の実施形態の基地局の第 5の構成例を示す図である。図 30において、図 23に対応する構成には同じ参照符号を付す。

上記構成では、各帯域の無線回線品質と、端末の使用可能帯域幅を用いて端末のグルーピングを実施した力ここでは、さらに、端末の移動速度を考慮しグルーピングを実施する。基地局において、例えば端末力も送られた制御信号 (例えばパイロット信号)やデータの受信電力を移動速度測定'算出部 40で測定し、測定結果を基に端末の移動速度 (または端末と基地局の相対速度)を算出する。端末グループ設定部 31または回線設定部 30において、測定 *算出した端末の速度と端末グループ設定部 31または回線設定部 30の内部に保持された速度閾値とを比較し閾値以上の場合、端末が高速移動していると判断し、使用帯域幅や使用周波数の選択を行うと共に、端末のグループを選択する。なお、速度閾値は、端末グループ設定部 31や回線設定部 30の外部に保持されてもよい。

[0068] 以上説明したように、本発明によれば、端末を使用周波数毎にグルーピングし、グループ毎にスケジューリングを実施することで、スケジューラ当たりのスケジューリング対象端末数を削減することが可能となり、スケジューリングを並列に実施でき、かつスケジユーリング処理時間を短縮することが可能となる。

[0069] また、使用周波数帯域に対してのみ無線回線品質の測定を実施すればよいことから、測定処理を削減することができる。さらに、無線回線品質の報告数を削減することができることから干渉電力を削減することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 基地局が複数の周波数帯域を使って配下の複数の端末と通信する無線通信システムにおいて、

端末が基地局との通信に使用する周波数帯域毎に得られた無線回線品質に基づいて、該複数の端末を該周波数帯域毎のグループに振り分けるグループィ匕手段と、該グループに分けられた端末を、グループを単位としてスケジューリングするスケジユーリング手段と、

該スケジューリングの結果に基づ、て、基地局が端末と通信を行う通信手段と、を備えることを特徴とする無線通信システム。

[2] 前記端末を、該端末が使用する周波数帯域の帯域幅の大小によって階層化したグループに分け、階層の上位グループカゝら順にスケジューリングすることを特徴とする請求項 1に記載の無線通信システム。

[3] 端末が複数のグループに重複して属することを特徴とする請求項 1または 2に記載の無線通信システム。

[4] 通信対象の端末が属するグループの周波数帯域についてのみ、基地局において無線回線品質を測定することを特徴とする請求項 1に記載の無線通信システム。

[5] 端末が属するグループの周波数帯域にっ、てのみ、端末にお!、て無線回線品質を測定することを特徴とする請求項 1に記載の無線通信システム。

[6] 測定した無線回線品質を計算することによって無線回線品質指標を得、これを基地局に送信することを特徴とする請求項 5に記載の無線通信システム。

[7] 端末は、回線設定時に、基地局力送信される制御信号の受信電力から無線回線品質を算出し、これを基地局に送り、

基地局は、受信した無線回線品質を基に端末をグループィ匕し、端末に、該端末が属するグループを通知する、

ことを特徴とする請求項 1に記載の無線通信システム。

[8] 基地局は、回線設定時に、端末から送信される信号の受信電力から無線回線品質を算出し、該無線回線品質を基に端末をグループ化し、端末に、該端末が属するグノレープを通知する、ことを特徴とする請求項 1に記載の無線通信システム。

更に、各端末の使用可能周波数帯域幅を考慮して、端末をグループィ匕することを特徴とする請求項 1に記載の無線通信システム。

更に、伝送するデータのサービス品質情報を考慮して、端末をグループィ匕することを特徴とする請求項 1に記載の無線通信システム。

更に、端末の移動速度の測定値を考慮して、端末をグループ化することを特徴とする請求項 1に記載の無線通信システム。

前記グループ毎に、通信に使う変調方式、符号化率を設定することを特徴とする請求項 1に記載の無線通信システム。

前記スケジューリング手段は、それぞれのグループのスケジューリングを担当する複数のスケジューラ力なることを特徴とする請求項 1に記載の無線通信システム。基地局が複数の周波数帯域を使って配下の複数の端末と通信する無線通信方法において、

端末が基地局との通信に使用する周波数帯域毎に得られた無線回線品質に基づいて、該複数の端末を該周波数帯域毎のグループに振り分け、

該グループに分けられた端末を、グループを単位としてスケジューリングし、該スケジューリングの結果に基づいて、基地局が端末と通信を行う、

ことを特徴とする無線通信方法。

基地局が複数の周波数帯域を使って配下の複数の端末と通信する無線通信システム【こ^ olヽて、

端末が基地局との通信に使用する周波数帯域毎に得られた無線回線品質に基づ

V、て、該複数の端末を該周波数帯域毎のグループに振り分けるグループ化手段を備えることを特徴とする無線通信システム。