WO2018216182A1 - 無線通信システム、端末装置、及び基地局装置 - Google Patents

無線通信システム、端末装置、及び基地局装置 Download PDF

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WO2018216182A1
WO2018216182A1 PCT/JP2017/019622 JP2017019622W WO2018216182A1 WO 2018216182 A1 WO2018216182 A1 WO 2018216182A1 JP 2017019622 W JP2017019622 W JP 2017019622W WO 2018216182 A1 WO2018216182 A1 WO 2018216182A1
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WO
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reception quality
base station
terminal device
cqi
nack
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Application number
PCT/JP2017/019622
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English (en)
French (fr)
Inventor
須田健二
Original Assignee
富士通株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W24/00Supervisory, monitoring or testing arrangements
    • H04W24/10Scheduling measurement reports ; Arrangements for measurement reports
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/02Traffic management, e.g. flow control or congestion control
    • H04W28/04Error control

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, a terminal device, and a base station device.
  • a base station apparatus in LTE performs scheduling of radio resources to be allocated to terminal devices, for example, according to the state of the transmission path for each frequency.
  • the terminal device measures CQI (Channel Quality Indicator), which is an indicator indicating the reception quality of the received signal, for each predetermined frequency, and reports the measured CQI information to the base station device.
  • CQI Channel Quality Indicator
  • the base station apparatus performs scheduling based on CQI information acquired from a plurality of terminal apparatuses, and determines a radio resource block (RB: Resource Block) to be allocated to the terminal apparatus.
  • RB Radio Resource Block
  • the terminal device by assigning an RB having a frequency with the optimum reception quality to each terminal device, the terminal device can use an RB having a good reception quality. Throughput is improved.
  • the base station apparatus when the base station apparatus performs scheduling, the state of the transmission path in the radio section may have changed since the CQI information was received. In this case, the base station apparatus cannot allocate an RB having the optimum reception quality to the terminal apparatus.
  • one disclosure provides a wireless communication system, a terminal device, and a base station device that cope with a change in state of a transmission path in a wireless section.
  • a wireless communication system including a terminal device and a base station device that performs wireless communication with the terminal device, wherein the terminal device measures reception quality of a wireless signal received from the base station device.
  • a quality transmission unit that transmits a reception quality report including the measured reception quality to the base station device, and a reception quality included in the reception quality report transmitted last time when the packet transmitted by the base station device is received.
  • a change amount transmitting unit that transmits ACK or NACK including a change amount of reception quality at the time of packet reception to the base station device, and the base station device transmits the packet to the terminal device.
  • a quality receiving unit that receives the reception quality report from the terminal device and stores the reception quality included in the reception quality report as the reception quality of the terminal device;
  • a change amount receiving unit that receives the ACK and NACK and stores the update reception quality added to the reception quality of the terminal device that stores the change amount included in the ACK and NACK as the reception quality of the terminal device;
  • One disclosure can deal with a change in the state of a transmission path in a wireless section.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a wireless communication system 10.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the terminal device 100.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the base station apparatus 200.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a sequence of packet transmission / reception processing in the wireless communication system 10.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a process flowchart of the CQI report process S102.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a process flowchart of the CQI management process.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a process flowchart of the data packet reception process S106.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating examples of signal formats of ACK and NACK.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating examples of signal formats of ACK and NACK.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating examples of signal formats of ACK and NACK.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating examples of signal formats of ACK and NACK.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration example of the terminal device 100.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration example of the base station apparatus 200.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a sequence of response pattern switching processing in the wireless communication system 10.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating an example of signal formats of ACK and NACK.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating examples of signal formats of ACK and NACK.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating examples of signal formats of ACK and NACK.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating examples of signal formats of ACK and NACK.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a wireless communication system 10.
  • the wireless communication system 10 includes a terminal device 100-1, a base station device 200, an MME (Mobility Management Entity) 300, a GW (gateway) 400, and an external network 500.
  • the wireless communication system 10 is a wireless communication system compliant with a communication standard such as 4G (4th generation mobile communication) or 5G (5th generation mobile communication).
  • the terminal device 100 is a mobile communication device such as a smartphone or a tablet terminal.
  • the terminal device 100 is wirelessly connected to the base station device 200 and communicates with the external network 500 and other communication devices via the base station device 200. Further, the terminal device 100 transmits and receives a packet (data packet) including data to and from the base station device 200.
  • the terminal device 100 is assigned from the base station device 200 the frequency band and RB of the radio resource used for packet transmission / reception.
  • the base station device 200 is wirelessly connected to the terminal device 100 and communicates with the terminal device 100. In addition, the base station device 200 relays communication between the terminal device 100 and other wireless devices.
  • Base station apparatus 200 has communication area A200. The communication area is a range in which the base station device 200 can wirelessly connect to the terminal device 100.
  • the base station apparatus 200 is eNodeB (evolved (Node B) in a communication system compliant with LTE, for example.
  • the base station apparatus 200 allocates radio resources used by the terminal apparatus 100 for packet transmission / reception.
  • the MME 300 is a device that manages the base station device 200, and is, for example, a computer or a server machine.
  • the MME 300 performs security control such as mobility management and authentication of the terminal device 100 within the communication area of the base station device 200.
  • the MME 300 controls a data transfer path between the GW 400 and the base station apparatus 200.
  • the MME 300 is connected to the GW 400 and the base station apparatus 200 by, for example, a wired line such as an optical line.
  • the GW 400 is a gateway device that converts a protocol in communication between the MME 300 and the base station device 200 and the external network 500.
  • the GW 400 is, for example, a P-GW (packet data network-gateway) for communicating with the external network 500.
  • the GW 400 is, for example, an S-GW (serving-gateway) that transfers user data.
  • the GW 400 may be a gateway device having both P-GW and S-GW gateway functions.
  • the MME 300 may have the function of the S-GW, for example.
  • the external network 500 is a network other than the core network including the terminal device 100, the base station device 200, the MME 300, and the GW 400, for example, the Internet.
  • the external network 500 includes a communication device that communicates with the terminal device 100 such as a mobile communication terminal and a data server.
  • a HARQ (Hybrid Automatic Repeat Request) method is applied to the communication between the terminal apparatus 100 and the base station apparatus 200.
  • the HARQ method is a method in which an error correction function capable of partially correcting a received packet is added to the ARQ method.
  • the ARQ method is a method in which an ACK (acknowledgement) indicating that a packet has been received or a NACK (negative acknowledgment) indicating that the packet has not been received correctly (for example, a parity error) is returned to the packet source. is there.
  • the packet transmission source device recognizes whether or not the packet has been transmitted correctly, and retransmits the packet if it cannot be transmitted correctly, thereby improving communication reliability.
  • the terminal device 100 performs regular CQI reporting that periodically reports CQI to the base station device 200.
  • CQI is the reception quality at the terminal device 100 of the downlink (direction from the base station device 200 to the terminal device 100) radio signal for each RB. That is, CQI is the reception quality of the downlink radio signal measured by the terminal apparatus 100.
  • CQI is a numerical value indicated by a stage, for example.
  • the CQI is shown, for example, in 10 stages. The larger the numerical value, the better the reception quality. For example, CQI indicates that stage 1 is the worst and stage 10 is the best.
  • the CQI may be a measurement value by the terminal device 100.
  • the measured value is, for example, received power or error rate.
  • the CQI may be a numerical value obtained by comprehensively evaluating a plurality of measured values instead of a single measured value.
  • the terminal apparatus 100 includes the CQI change amount (increase / decrease amount) in the ACK and NACK in addition to the periodic CQI report, and notifies the base station apparatus 200 of the change.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the terminal device 100.
  • the terminal device 100 includes a CPU (Central Processing Unit) 110, a storage 120, a memory 130 such as a DRAM (Dynamic Random Access Memory), and an RF (Radio Frequency) circuit 150.
  • a CPU Central Processing Unit
  • storage 120 a storage 120
  • a memory 130 such as a DRAM (Dynamic Random Access Memory)
  • RF Radio Frequency
  • the storage 120 is an auxiliary storage device such as a flash memory, HDD (Hard Disk Drive), or SSD (Solid State Drive) that stores programs and data.
  • the storage 120 stores a communication program 121, a CQI report program 122, a data packet reception program 123, and CQI information 124.
  • the CQI information 124 is an area in which the CQI measured by the terminal device 100 is stored.
  • the terminal apparatus 100 stores the latest CQI reported to the base station apparatus 200 in the CQI information 124.
  • the update timing of the CQI information 124 is when a regular CQI is reported and when a CQI change amount is notified by ACK or NACK.
  • the memory 130 is an area for loading a program stored in the storage 120.
  • the memory 130 is also used as an area where the program stores data.
  • the RF circuit 150 is a device that is wirelessly connected to the base station device 200.
  • the RF circuit 150 includes, for example, an antenna, and transmits and receives a packet (data packet) including data by transmitting and receiving a signal with a base station apparatus 200 that is wirelessly connected by radio waves of a predetermined frequency.
  • the CPU 110 performs communication processing by executing the communication program 121.
  • the communication process is a process for communicating with the external network 500 or another communication apparatus via the base station apparatus 200.
  • the terminal device 100 transmits a packet to the communication device of the communication partner via the base station device 200, for example.
  • the terminal device 100 receives a data packet from the communication device of the communication partner via the base station device 200, for example. Note that the terminal device 100 performs an ACK or NACK response when receiving a data packet in a data packet receiving process described later.
  • the CPU 110 executes the CQI report program 122 to construct a quality transmission unit and perform CQI report processing.
  • the CQI report process is a process of measuring CQI and transmitting a CQI report (reception quality report) including the measured CQI to base station apparatus 200.
  • the CPU 110 executes the data packet reception program 123 to construct a change amount transmission unit and perform data packet reception processing.
  • the data packet reception process is a process of determining whether or not the received data packet is correct (including no error) and transmitting ACK or NACK to the base station apparatus 200.
  • terminal apparatus 100 includes the CQI change amount in ACK and NACK.
  • the CQI change amount (hereinafter also referred to as change amount) is, for example, the difference between the CQI included in the previously transmitted CQI report and the CQI at the time of receiving the data packet corresponding to the transmitted ACK and NACK.
  • the CQI change amount is, for example, when an ACK or NACK is transmitted after the previous CQI report is transmitted, and the CQI change amount included in the transmitted ACK and NACK is the CQI included in the previously reported CQI report.
  • the amount of CQI change is the CQI included in the previously transmitted CQI report, or the CQI when receiving a data packet corresponding to ACK or NACK transmitted last time, and the data packet corresponding to ACK or NACK transmitted this time. It is a difference from CQI.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the base station apparatus 200.
  • the base station apparatus 200 includes a CPU 210, a storage 220, a memory 230 such as a DRAM, a NIC 240, and an RF circuit 250.
  • the storage 220 is an auxiliary storage device such as a flash memory, HDD, or SSD that stores programs and data.
  • the storage 220 stores a communication control program 221, a CQI management program 222, and a per-terminal CQI information table 223.
  • the CQI information table 223 for each terminal is a table that stores CQI for each terminal device.
  • Base station apparatus 200 stores the latest CQI acquired (received) from each terminal apparatus in CQI information table 223 for each terminal.
  • the update timing of the per-terminal CQI information table 223 is when a periodic CQI report is received from the terminal device 100 and when a change amount of CQI due to ACK or NACK is acquired.
  • the memory 230 is an area for loading a program stored in the storage 220.
  • the memory 230 is also used as an area where the program stores data.
  • the NIC 240 is a network interface connected to the external network 500 via another base station apparatus 200, the MME 300, and the GW 400.
  • the base station device 200 relays communication of the terminal device 100 by transmitting and receiving packets to and from other communication devices and the external network 500 via the NIC 240.
  • the RF circuit 250 is a device that is wirelessly connected to the terminal device 100.
  • the RF circuit 250 includes, for example, an antenna, and transmits and receives data packets to and from the terminal device 100 by transmitting and receiving signals with radio waves of a predetermined frequency with the terminal device 100 that is wirelessly connected.
  • the CPU 210 executes the communication control program 221 to construct a packet transmission unit and perform communication control processing.
  • the communication control process is a process for relaying communication performed by the terminal device 100.
  • the communication control process is a process for performing wireless communication with the terminal device 100.
  • the base station device 200 transmits, for example, a packet received from the terminal device 100 to the transmission destination.
  • the base station device 200 transmits the received packet to the terminal device 100.
  • the base station apparatus 200 allocates radio resources to the terminal apparatus 100 based on the CQI of the terminal apparatus 100 in the CQI management process.
  • the CPU 210 executes the CQI management program 222 to construct a quality reception unit and a change amount reception unit, and performs CQI management processing.
  • the CQI management process is a process for storing and updating the CQI for each terminal device 100.
  • Base station apparatus 200 updates CQI information table 223 for each terminal in the CQI management process.
  • the CQI management process includes a response reception process and a CQI report reception process as subroutines.
  • the CPU 210 executes a response reception module 2221 included in the CQI management program 222 to construct a change amount reception unit and perform a response reception process.
  • the response reception process is a process of receiving ACK or NACK from the terminal device 100 and updating the per-terminal CQI information table 223 according to the amount of change in CQI included in the ACK and NACK.
  • the CPU 210 executes a CQI report reception module 2222 included in the CQI management program 222 to construct a quality reception unit and perform CQI report reception processing.
  • the CQI report reception process is a process of receiving a CQI report from the terminal apparatus 100 and updating the CQI information table 223 for each terminal.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a sequence of packet transmission / reception processing in the wireless communication system 10.
  • the terminal device 100 and the base station device 200 are in a wireless connection state (S101).
  • the terminal apparatus 100 transmits a CQI report to be reported to the base station apparatus 200 to the base station apparatus 200 periodically, for example.
  • the terminal device 100 performs CQI report processing (S102).
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a process flowchart of the CQI report process S102.
  • the terminal device 100 waits for detection of a trigger for CQI reporting (No in S102-1).
  • the trigger of the CQI report is, for example, a timer timeout indicating the cycle of the CQI report issued by the terminal device 100. Further, the CQI report is transmitted in response to a request from the base station apparatus 200, for example.
  • the terminal device 100 When the terminal device 100 detects the trigger for CQI reporting (Yes in S102-1), the terminal device 100 performs CQI measurement (S102-2). In the CQI measurement, the terminal apparatus 100 measures the radio quality (reception quality) reported by the base station apparatus 200 using the CQI report, such as the reception power and error rate of the pilot signal for CQI measurement transmitted by the base station apparatus 200, for example. To do. Note that the terminal device 100 may include the CQI measured in advance and stored in the internal memory in the CQI report without performing the CQI measurement when an opportunity of the CQI report occurs, for example.
  • the terminal apparatus 100 transmits a CQI report to the base station apparatus 200 (S102-3).
  • the CQI report is a message including CQI measured by the terminal device 100.
  • the terminal device 100 stores the reported CQI in the internal memory (S102-4).
  • the terminal device 100 transmits a CQI report to the base station device 200 in the CQI report processing S102 (S103, S102-3 in FIG. 5).
  • the CQI in the first embodiment is a numerical value from 1 to 10, for example, and the larger the numerical value, the better the reception quality.
  • the terminal apparatus 100 reports to the base station apparatus 200 that the CQI of the terminal apparatus 100 is “5”, for example.
  • the terminal device 100 stores in the internal memory (CQI information 124) that the CQI reported to the base station device 200 is 5 (S102-4 in FIG. 5).
  • the base station apparatus 200 performs CQI management processing (S104).
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a process flowchart of the CQI management process.
  • the base station apparatus 200 confirms whether the received message is a CQI report (S104-1).
  • the base station apparatus 200 extracts the CQI included in the CQI report, and stores it in the internal table (for example, the per-terminal CQI information table 223) as the CQI of the terminal apparatus 100. The process is terminated.
  • the base station apparatus 200 acquires the change amount of the CQI included in the ACK or NACK (S104-4).
  • the change amount of CQI indicates the change amount of CQI from the standard CQI.
  • the reference CQI is the latest CQI stored in the base station apparatus 200, and is the CQI included in the CQI report transmitted last time by the terminal apparatus 100 or the CQI increased or decreased by the report of the CQI change amount by ACK and NACK transmission. .
  • the base station apparatus 200 adds the obtained CQI variation to the CQI of the terminal apparatus 100 stored in the internal table (terminal-specific CQI information table 223), and calculates the latest CQI (updated reception quality) (S104-). 5). Then, the base station apparatus 200 stores the calculated CQI in the internal table (terminal-specific CQI information table 223) as the CQI of the terminal apparatus 100.
  • the base station apparatus 200 ends the process.
  • the base station apparatus 200 stores “5”, which is the CQI of the terminal apparatus 100 included in the received CQI report S103, in the per-terminal CQI information table 223 in the CQI management process S104.
  • the base station device 200 transmits a data packet to the terminal device 100 (S105).
  • the terminal device 100 performs a data packet reception process (S106).
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a process flowchart of the data packet reception process S106.
  • the terminal device 100 confirms whether or not the data packet has been received without error (S106-1). If the data packet includes an error such as an authentication error or a parity error, the terminal device 100 determines that the data packet has not been received correctly.
  • the terminal device 100 When receiving the data packet without error (Yes in S106-1), the terminal device 100 generates an ACK with the QCI change amount added (S106-2). For example, the terminal device 100 measures the reception quality of the received data packet, and calculates the difference between the measurement result and the reported CQI stored in the internal memory as the CQI change amount. Then, the terminal device 100 transmits the generated ACK to the base station device 200 (S106-3).
  • the terminal device 100 when an error is included in the data packet (No in S106-1), the terminal device 100 generates a NACK with the QCI change amount added (S106-4). Then, the terminal device 100 transmits the generated NACK to the base station device 200 (S106-5).
  • the terminal device 100 adds the CQI change amount included in the ACK or NACK and the reported CQI stored in the internal memory, and stores the added numerical value in the internal memory as the reported CQI (S106-6).
  • the terminal device 100 returns an ACK in the data packet reception process S106 (S107, S106-3 in FIG. 7).
  • the CQI change amount included in the ACKS 106 is, for example, “+1”.
  • the base station apparatus 200 When receiving the ACK, the base station apparatus 200 performs CQI management processing (S104). In the CQI management process S104, the base station apparatus 200 receives the ACK (No in S104-1 in FIG. 6, Yes in S104-3), and acquires the CQI variation “+1” included in the ACK (in FIG. 6). S104-4). Then, the base station apparatus 200 adds the acquired CQI variation “+1” to the CQI “5” of the terminal apparatus 100 stored in the internal table to calculate the latest CQI “6” (S104 ⁇ in FIG. 6). 5). The base station apparatus 200 stores the calculated “6” in the internal table (terminal-specific CQI information table 223) as the latest CQI of the terminal apparatus 100 (S104-6 in FIG. 6).
  • the base station device 200 transmits a data packet to the terminal device 100 (S108).
  • the terminal device 100 performs a data packet reception process (S106).
  • the terminal apparatus 100 determines that the received data packet includes an error (No in S106-1 in FIG. 7), and transmits a NACK to the base station apparatus 200 (S109, S106-5 in FIG. 7).
  • the CQI change amount included in NACKS 109 is, for example, “ ⁇ 1”.
  • the amount of change in CQI included in NACKS 109 is the amount of change from CQI at the time of transmission of the previously transmitted ACKS 107 (when data packet S105 is received).
  • the terminal device 100 may include the change amount from the CQI included in the previously transmitted CQI report S103 in the NACKS 109 as the CQI change amount.
  • the base station device 200 When receiving the NACK, the base station device 200 performs CQI management processing (S104).
  • the base station apparatus 200 receives the NACK (No in S104-1 in FIG. 6, Yes in S104-3), and acquires the CQI change amount “ ⁇ 1” included in the NACK (FIG. 6). S104-4). Then, the base station apparatus 200 adds the acquired CQI variation “ ⁇ 1” to the CQI “6” of the terminal apparatus 100 stored in the internal table, and calculates the latest CQI “5” (S104 in FIG. 6). -5). The base station apparatus 200 stores the calculated “5” in the internal table (terminal-specific CQI information table 223) as the latest CQI of the terminal apparatus 100 (S104-6 in FIG. 6).
  • the terminal device 100 performs CQI reporting processing (S102), and transmits the CQI report to the base station device 200 (S110).
  • the CQI included in the CQI report S110 is “4”.
  • terminal device 100 Upon receiving the CQI report including CQI “4”, terminal device 100 stores CQI “4” of terminal device 100 in the internal table in CQI management processing S104 (S104-2 in FIG. 6).
  • the terminal apparatus 100 includes the difference (CQI change amount) from the previously reported CQI in the ACK and NACK, and transmits them to the base station apparatus 200.
  • Base station apparatus 200 calculates the latest CQI based on the CQI variation.
  • the base station apparatus 200 can acquire the latest CQI in addition to the CQI report that is regularly reported. For example, when allocating radio resources to the terminal apparatus 100, the base station apparatus 200 can be more wireless at the time of allocation. Allocation based on near CQI can be performed.
  • the CQI change amount in the first embodiment is a change amount based on the CQI at the time of CQI report transmission or the CQI at the time of the last transmitted ACK and NACK transmission.
  • the CQI change amount may be a change amount based on the CQI included in the CQI report.
  • the CQI change amount included in NACKS 109 in FIG. 1 is “0”.
  • the base station apparatus 200 stores the CQI acquired by the CQI report, and stores a numerical value obtained by adding the stored CQI and the acquired CQI change amount as the latest CQI. That is, the process S104-6 of FIG. 6 is a process of separately storing the latest CQI without overwriting the CQI acquired by the CQI report stored in the internal table.
  • ACK and NACK signal format The ACK and NACK signal formats including the CQI change amount will be described below. Since ACK and NACK include the CQI change amount, the latest CQI can be reported to the base station apparatus with a smaller number of bits compared to the case where the CQI value is included.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating examples of signal formats of ACK and NACK.
  • the ACK and NACK are composed of 2 bits, for example.
  • the first bit indicates the type of ACK or NACK. When the first bit is 1, it indicates ACK, and when it is 0, it indicates NACK.
  • the second bit indicates the CQI change amount together with the first bit. When both the first bit and the second bit are 1, it indicates that CQI is “+1”. When the first bit is 1 and the second bit is 0, it indicates that the CQI is “ ⁇ 1”. When the first bit is 0 and the second bit is 1, it indicates that the CQI is “ ⁇ 1”. When both the first bit and the second bit are 0, it indicates that the CQI is “ ⁇ 2”.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating examples of signal formats of ACK and NACK. This is a signal format when more bits (for example, 4 bits) than the first signal format can be used for ACK and NACK.
  • the first bit indicates the type of ACK or NACK. When the first bit is 1, it indicates ACK, and when it is 0, it indicates NACK.
  • the second bit indicates whether to increase or decrease the CQI.
  • the CQI change amount is +
  • the CQI change amount is-
  • the third and fourth bits indicate the absolute value of the CQI change amount. For example, when both the third and fourth bits are 1 (0x11), the absolute value of the CQI change amount is “3”. When the CQI does not change, both the third and fourth bits are 0.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating examples of signal formats of ACK and NACK.
  • the ACK and NACK are composed of 2 bits as in the first signal format.
  • FIG. 10 shows a signal format in which the CQI change amount in the case of ACK is fixed to 0, and the CQI reduction amount in the case of NACK can be set more than the first signal format.
  • both the first bit and the second bit are 1, it indicates that the signal is ACK and the CQI change amount is not increased or decreased.
  • the first bit When the first bit is 0 and the second bit is 1, it indicates that the signal is NACK and the CQI change amount is “ ⁇ 2”.
  • the CQI variation “ ⁇ 3” can be handled with 2 bits, and it is possible to cope with a sudden deterioration in reception quality.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating examples of signal formats of ACK and NACK. The fact that ACK and NACK are composed of 2 bits is the same as in the first and third signal formats.
  • FIG. 11 shows a signal format in which the CQI change amount pattern is increased in the ACK that occupies most of the transmissions of the terminal device 100.
  • the signal is ACK and the CQI change amount is not increased or decreased.
  • the first bit When the first bit is 0 and the second bit is 1, it indicates that the signal is ACK and the CQI change amount is “ ⁇ 1”.
  • the CQI change amount in the case of ACK can be reported to the base station apparatus 200 in detail from the first and third signal formats.
  • base station apparatus 200 instructs ACK and NACK signal formats (sometimes referred to as response patterns).
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration example of the terminal device 100.
  • the terminal device 100 further stores a response pattern switching instruction reception program 125 in the storage 120.
  • the CPU 110 executes the response pattern switching instruction reception program 125 to construct an instruction receiving unit and perform a response pattern switching instruction reception process.
  • the response pattern switching instruction reception process is a process of switching a response pattern when a response pattern switching instruction (range instruction) is received from the base station apparatus 200.
  • the response pattern is a bit pattern of the signal format instructed by the base station apparatus 200, that is, a pattern in the range of the CQI variation included in the ACK and NACK.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration example of the base station apparatus 200.
  • Base station apparatus 200 further stores response pattern switching program 224 in storage 220.
  • the CPU 210 executes the response pattern switching program 224 to construct an instruction transmission unit and perform a response pattern switching process.
  • the response pattern switching process is a process of transmitting a response pattern switching instruction for causing the terminal device 100 to switch the response pattern.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a sequence of response pattern switching processing in the wireless communication system 10.
  • the terminal device 100 and the base station device 200 are in a wireless connection state (S101).
  • the base station apparatus 200 When the base station apparatus 200 detects an opportunity to switch the response pattern, the base station apparatus 200 performs a response pattern switching process (S200). For example, the base station apparatus 200 stores the number of received ACKs and NACKs, and determines a response pattern to be applied (used) according to a change in the ratio of the number of NACK receptions to the number of ACK receptions. In addition, the base station apparatus 200 may switch the response pattern by, for example, an administrator of the wireless communication system 10 operating a console that switches operation of the base station apparatus 200.
  • a response pattern switching process S200
  • the base station apparatus 200 stores the number of received ACKs and NACKs, and determines a response pattern to be applied (used) according to a change in the ratio of the number of NACK receptions to the number of ACK receptions.
  • the base station apparatus 200 may switch the response pattern by, for example, an administrator of the wireless communication system 10 operating a console that switches operation of the base station apparatus 200.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating examples of signal formats of ACK and NACK.
  • the ACK and NACK are composed of 3 bits, for example.
  • L1 to L7 in FIG. 15 indicate response patterns.
  • the response pattern Lx (x is an integer of 1 to 7) indicates the boundary between ACK and NACK, and the bit pattern above Lx is used as ACK, and the bit pattern below Lx is used as NACK.
  • the bit pattern 1 indicates ACK
  • the bit patterns 2 to 8 indicate NACK.
  • the terminal device 100 receives a response pattern switching instruction and performs a response pattern switching instruction reception process (S202).
  • the terminal device 100 stores the response pattern and transmits a response pattern switching response to the base station device 200 (S203).
  • the base station apparatus 200 determines a response pattern to be switched (applied) according to a wireless state or an administrator's designation.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an example of signal formats of ACK and NACK in the response pattern L1.
  • bit pattern 1 indicates ACK and bit patterns 2 to 8 indicate NACK.
  • the response pattern L1 is, for example, a response pattern used when the rate of receiving NACK from the terminal device 100 is higher than a predetermined rate.
  • the response pattern L1 has a larger change amount range (second range) included in the NACK than a change amount range (first range) included in the ACK. This is a response pattern in which the base station apparatus 200 can acquire more CQIs and can acquire more accurate CQIs.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating an example of signal formats of ACK and NACK in the response pattern L7.
  • bit patterns 1 to 7 indicate ACK
  • bit pattern 8 indicates NACK.
  • the response pattern L7 is, for example, a response pattern used when the rate of receiving NACK from the terminal device 100 is less than a predetermined rate (for example, when receiving almost no NACK). Since the response pattern L7 has a CQI change amount range (first range) included in the ACK larger than a change amount range (second range) included in the NACK, for example, when the radio wave condition in the terminal device 100 is good. This is a response pattern in which the base station apparatus 200 can acquire more CQIs and can acquire more accurate CQIs.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating an example of signal formats of ACK and NACK in the response pattern L4.
  • the bit patterns 1 to 4 indicate ACK
  • the bit patterns 5 to 8 indicate NACK.
  • the response pattern L4 does not receive NACK as much as when the response pattern L1 is used, but the rate of receiving NACK is not as low as when the response pattern L7 is used, that is, between the response pattern L1 and the response pattern L7.
  • the base station apparatus 200 switches the response patterns L1 to L7 in accordance with the NACK reception rate.
  • the base station apparatus 200 and the terminal apparatus 100 switch response patterns.
  • the base station apparatus 200 can instruct
  • the first and second embodiments may be implemented in combination.
  • the ACK and NACK signal formats in the first embodiment may be used as one of the response patterns in the second embodiment.
  • the response pattern shown in the second embodiment may be used.

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Abstract

端末装置と基地局装置とを有する無線通信システムであって、前記端末装置は、前記基地局装置から受信した無線信号の受信品質を測定し、前記測定した受信品質を含む受信品質報告を前記基地局装置に送信するとともに、前記基地局装置が送信するパケットを受信したとき、前回送信した受信品質報告に含まれる受信品質に対する前記パケットの受信時における受信品質の変化量を含むACK又はNACKを前記基地局装置に送信し、前記基地局装置は、前記端末装置に前記パケットを送信するとともに、前記端末装置から前記受信品質報告を受信し、前記受信品質報告に含まれる受信品質を、前記端末装置の受信品質として記憶し、前記ACK及びNACKを受信し、前記ACK及びNACKに含まれる前記変化量を前記記憶する前記端末装置の受信品質に加算した更新受信品質を、前記端末装置の受信品質として記憶する。

Description

無線通信システム、端末装置、及び基地局装置
 本発明は、無線通信システム、端末装置、及び基地局装置に関する。
 LTE(Long Term Evolution)における基地局装置は、例えば、周波数ごとの伝送路の状態に応じて、端末装置に割り当てる無線リソースのスケジューリングを行う。端末装置は、受信した信号の受信品質を示す指示子であるCQI(Channel Quality Indicator)を所定の周波数ごとに測定し、測定したCQI情報を基地局装置に報告する。基地局装置は、例えば、複数の端末装置から取得したCQI情報に基づき、スケジューリングを行い、端末装置に割り当てる無線リソースブロック(RB:Resource Block)を決定する。
 このように、各端末装置のCQIに応じて、受信品質が最適な周波数のRBをそれぞれの端末装置に割り当てることで、端末装置は良好な受信品質のRBを使用することができ、無線通信におけるスループットが向上する。
 無線通信に関する技術については、以下の特許文献1~3に記載されている。
特開2003-163960号公報 特表2008-519562号公報 特表2010-507978号公報
 しかし、基地局装置がスケジューリングを行うとき、CQI情報を受信したときから、無線区間における伝送路の状態が変化している場合がある。この場合、基地局装置は、最適な受信品質のRBを端末装置に割り当てることができない。
 そこで、一開示は、無線区間における伝送路の状態変化に対応する、無線通信システム、端末装置、及び基地局装置を提供する。
 1つの側面では、端末装置と、前記端末装置と無線通信を行う基地局装置とを有する無線通信システムであって、前記端末装置は、前記基地局装置から受信した無線信号の受信品質を測定し、前記測定した受信品質を含む受信品質報告を前記基地局装置に送信する品質送信部と、前記基地局装置が送信するパケットを受信したとき、前回送信した受信品質報告に含まれる受信品質に対する前記パケットの受信時における受信品質の変化量を含むACK又はNACKを前記基地局装置に送信する変化量送信部とを有し、前記基地局装置は、前記端末装置に前記パケットを送信するパケット送信部と、前記端末装置から前記受信品質報告を受信し、前記受信品質報告に含まれる受信品質を、前記端末装置の受信品質として記憶する品質受信部と、前記ACK及びNACKを受信し、前記ACK及びNACKに含まれる前記変化量を前記記憶する前記端末装置の受信品質に加算した更新受信品質を、前記端末装置の受信品質として記憶する変化量受信部とを有する。
 一開示は、無線区間における伝送路の状態変化に対応することができる。
図1は、無線通信システム10の構成例を示す図である。 図2は、端末装置100の構成例を示す図である。 図3は、基地局装置200の構成例を示す図である。 図4は、無線通信システム10におけるパケット送受信処理のシーケンスの例を示す図である。 図5は、CQI報告処理S102の処理フローチャートの例を示す図である。 図6は、CQI管理処理の処理フローチャートの例を示す図である。 図7は、データパケット受信処理S106の処理フローチャートの例を示す図である。 図8は、ACK及びNACKの信号フォーマットの例を示す図である。 図9は、ACK及びNACKの信号フォーマットの例を示す図である。 図10は、ACK及びNACKの信号フォーマットの例を示す図である。 図11は、ACK及びNACKの信号フォーマットの例を示す図である。 図12は、端末装置100の構成例を示す図である。 図13は、基地局装置200の構成例を示す図である。 図14は、無線通信システム10における応答パターン切替処理のシーケンスの例を示す図である。 図15は、ACK及びNACKの信号フォーマットの例を示す図である。 図16は、ACK及びNACKの信号フォーマットの例を示す図である。 図17は、ACK及びNACKの信号フォーマットの例を示す図である。 図18は、ACK及びNACKの信号フォーマットの例を示す図である。
 以下、本実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。本明細書における課題及び実施例は一例であり、本願の権利範囲を限定するものではない。特に、記載の表現が異なっていたとしても技術的に同等であれば、異なる表現であっても本願の技術を適用可能であり、権利範囲を限定するものではない。
 [第1の実施の形態]
 第1の実施の形態について説明する。
 <無線通信システムの構成例>
 図1は、無線通信システム10の構成例を示す図である。無線通信システム10は、端末装置100-1、基地局装置200、MME(Mobility Management Entity)300、GW(gateway)400、及び外部ネットワーク500を有する。無線通信システム10は、例えば、4G(第4世代移動体通信)や5G(第5世代移動体通信)などの通信規格に準拠した無線通信システムである。
 端末装置100は、例えば、スマートフォンやタブレット端末などの移動体通信装置である。端末装置100は、例えば、基地局装置200と無線接続し、基地局装置200を介して外部ネットワーク500や他の通信装置と通信を行う。また、端末装置100は、基地局装置200とデータを含むパケット(データパケット)を送受信する。端末装置100は、パケットの送受信に使用する無線リソースの周波数帯域やRBを、基地局装置200から割り当てられる。
 基地局装置200は、端末装置100と無線接続し、端末装置100と通信する。また、基地局装置200は、端末装置100と他の無線装置との通信を中継する。基地局装置200は、通信エリアA200を有する。通信エリアは、基地局装置200が、端末装置100と無線接続することができる範囲である。基地局装置200は、例えば、LTEに準拠した通信システムにおけるeNodeB(evolved Node B) である。基地局装置200は、端末装置100がパケットの送受信に使用する無線リソースの割当を行う。
 MME300は、基地局装置200を管理する装置であり、例えば、コンピュータやサーバマシンである。MME300は、基地局装置200の通信エリア内の端末装置100の移動管理や、認証などのセキュリティ制御を行う。また、MME300は、GW400と基地局装置200間における、データの転送経路の制御を行う。MME300は、GW400や基地局装置200と、例えば、光回線などの有線で接続する。
 GW400は、MME300及び基地局装置200と、外部ネットワーク500との通信において、プロトコルを変換するゲートウェイ装置である。GW400は、例えば、外部ネットワーク500と通信を行うためのP-GW(packet data network-gateway)である。また、GW400は、例えば、ユーザデータの転送を行うS-GW(serving-gateway)である。もしくは、GW400は、P-GWおよびS-GWの両方のゲートウェイ機能を有するゲートウェイ装置であってもよい。また、S-GWの機能は、例えば、MME300が有してもよい。
 外部ネットワーク500は、端末装置100、基地局装置200、MME300、及びGW400を含むコアネットワーク以外のネットワークであり、例えば、インターネットである。外部ネットワーク500は、移動体通信端末やデータサーバなど、端末装置100と通信を行う通信装置を有する。
 端末装置100と基地局装置200間の通信は、例えば、HARQ(Hybrid Automatic Repeat request)方式が適用される。HARQ方式は、受信したパケットを部分的に訂正することができるエラー訂正機能を、ARQ方式に加えた方式である。ARQ方式は、パケットを受信したことを示すACK(acknowledgement)、又はパケットが正しく受信できなかった(例えば、パリティエラーなど)ことを示すNACK(negative acknowledgement)を、パケットの送信元に返信する方式である。これにより、パケットの送信元の装置は、パケットが正しく送信されたか否かを認識し、パケットが正しく送信できなかった場合は再送することで、通信の信頼性が向上する。
 また、端末装置100は、定期的にCQIを基地局装置200に報告する定期CQI報告を行う。CQIは、RBごとの下り(基地局装置200から端末装置100への方向)無線信号の、端末装置100における受信品質である。すなわち、CQIは端末装置100が測定する、下り無線信号の受信品質である。
 CQIは、例えば、段階で示される数値である。CQIは、例えば、10段階で示され、数値が大きくなるほど受信品質は良好である。例えば、CQIは、段階1は最悪であり、段階10は最良であることを示す。
 また、CQIは、端末装置100による測定値であってもよい。測定値は、例えば、受信電力やエラーレートである。なお、CQIは、単独の測定値ではなく、複数の測定値を総合的に評価した数値であってもよい。
 第1の実施の形態では、端末装置100は、定期CQI報告に加え、ACK及びNACKにCQIの変化量(増減量)を含め、基地局装置200に通知する。
 <端末装置の構成例>
 図2は、端末装置100の構成例を示す図である。端末装置100は、CPU(Central Processing Unit)110、ストレージ120、DRAM(Dynamic Random Access Memory)などのメモリ130、及びRF(Radio Frequency)回路150を有する。
 ストレージ120は、プログラムやデータを記憶する、フラッシュメモリ、HDD(Hard Disk Drive)、又はSSD(Solid State Drive)などの補助記憶装置である。ストレージ120は、通信プログラム121、CQI報告プログラム122、データパケット受信プログラム123、及びCQI情報124を記憶する。
 CQI情報124は、端末装置100の測定したCQIを記憶する領域である。端末装置100は、基地局装置200に報告した最新のCQIを、CQI情報124に記憶する。CQI情報124の更新契機は、定期CQI報告時、及び、ACK又はNACKによるCQIの変化量の通知時である。
 メモリ130は、ストレージ120に記憶されているプログラムをロードする領域である。また、メモリ130は、プログラムがデータを記憶する領域としても使用される。
 RF回路150は、基地局装置200と無線接続する装置である。RF回路150は、例えば、アンテナを有し、無線接続する基地局装置200と所定周波数の電波で信号を送受信することで、データを含むパケット(データパケット)の送受信を実現する。
 CPU110は、通信プログラム121を実行することで、通信処理を行う。通信処理は、基地局装置200を介して、外部ネットワーク500や他の通信装置と通信を行う処理である。端末装置100は、通信処理において、例えば、基地局装置200を介して、通信相手の通信装置にパケットを送信する。また、端末装置100は、通信処理において、例えば、基地局装置200を介して、通信相手の通信装置からデータパケットを受信する。なお、端末装置100は、データパケット受信時のACK又はNACKの返信は、後述するデータパケット受信処理において行う。
 CPU110は、CQI報告プログラム122を実行することで、品質送信部を構築し、CQI報告処理を行う。CQI報告処理は、CQIを測定し、測定したCQIを含むCQI報告(受信品質報告)を基地局装置200に送信する処理である。
 CPU110は、データパケット受信プログラム123を実行することで、変化量送信部を構築し、データパケット受信処理を行う。データパケット受信処理は、受信したデータパケットが正しいか(エラーを含まないか)否かを判定し、ACK又はNACKを基地局装置200に送信する処理である。端末装置100は、データパケット受信処理において、ACK及びNACKに、CQI変化量を含める。CQI変化量(以下、変化量と呼ぶ場合がある)は、例えば、前回送信したCQI報告に含まれるCQIと、送信するACK及びNACKに対応するデータパケットの受信時のCQIとの差分である。また、CQI変化量は、例えば、前回CQI報告を送信した以降に、ACK又はNACKを送信している場合、送信したACK及びNACKに含まれるCQI変化量を、前回報告したCQI報告に含まれるCQIに加算した基準CQIと、送信するACK及びNACKに対応するデータパケットの受信時のCQIとの差分である。すなわち、CQI変化量は、前回送信したCQI報告に含まれるCQI、又は、前回送信したACK又はNACKに対応するデータパケット受信時のCQIと、今回送信するACK又はNACKに対応するデータパケット受信時のCQIとの差分である。
 <基地局装置の構成例>
 図3は、基地局装置200の構成例を示す図である。基地局装置200は、CPU210、ストレージ220、DRAMなどのメモリ230、NIC240、及びRF回路250を有する。
 ストレージ220は、プログラムやデータを記憶する、フラッシュメモリ、HDD、又はSSDなどの補助記憶装置である。ストレージ220は、通信制御プログラム221、CQI管理プログラム222、及び端末毎CQI情報テーブル223を記憶する。
 端末毎CQI情報テーブル223は、端末装置ごとのCQIを記憶するテーブルである。基地局装置200は、各端末装置から取得(受信)した最新のCQIを、端末毎CQI情報テーブル223に記憶する。端末毎CQI情報テーブル223の更新契機は、端末装置100らの定期CQI報告の受信時に、及び、ACK又はNACKによるCQIの変化量の取得時である。
 メモリ230は、ストレージ220に記憶されているプログラムをロードする領域である。また、メモリ230は、プログラムがデータを記憶する領域としても使用される。
 NIC240は、他の基地局装置200や、MME300、GW400を介して、外部ネットワーク500と接続するネットワークインターフェースである。基地局装置200は、NIC240介して、他の通信装置や外部ネットワーク500とパケットの送受信を行うことで、端末装置100の通信を中継する。
 RF回路250は、端末装置100と無線接続する装置である。RF回路250は、例えば、アンテナを有し、無線接続する端末装置100と所定周波数の電波で信号を送受信することで、端末装置100とデータパケットの送受信を実現する。
 CPU210は、通信制御プログラム221を実行することで、パケット送信部を構築し、通信制御処理を行う。通信制御処理は、端末装置100が行う通信を中継する処理である。また、通信制御処理は、端末装置100と無線通信を行う処理である。基地局装置200は、通信制御処理において、例えば、端末装置100から受信したパケットを送信先に送信する。また、基地局装置200は、通信制御処理において、例えば、端末装置100宛てのパケットを受信すると、端末装置100に受信したパケットを送信する。また、基地局装置200は、CQI管理処理において、端末装置100のCQIに基づき、端末装置100に無線リソースを割り当てる。
 CPU210は、CQI管理プログラム222を実行することで、品質受信部及び変化量受信部を構築し、CQI管理処理を行う。CQI管理処理は、端末装置100ごとのCQIを記憶し、更新する処理である。基地局装置200は、CQI管理処理において、端末毎CQI情報テーブル223を更新する。CQI管理処理は、サブルーチンとして、応答受信処理及びCQI報告受信処理を有する。
 また、CPU210は、CQI管理プログラム222が有する応答受信モジュール2221実行することで、変化量受信部を構築し、応答受信処理を行う。応答受信処理は、端末装置100からACK又はNACKを受信し、ACK及びNACKに含まれるCQIの変化量に応じて、端末毎CQI情報テーブル223を更新する処理である。
 また、CPU210は、CQI管理プログラム222が有するCQI報告受信モジュール2222実行することで、品質受信部を構築し、CQI報告受信処理を行う。CQI報告受信処理は、端末装置100からCQI報告を受信し、端末毎CQI情報テーブル223を更新する処理である。
 <パケット送受信処理>
 図4は、無線通信システム10におけるパケット送受信処理のシーケンスの例を示す図である。図4において、端末装置100と基地局装置200は、無線接続中状態である(S101)。
 端末装置100は、基地局装置200に報告するCQI報告を、例えば、周期的に基地局装置200に送信する。端末装置100は、CQI報告を送信するとき、CQI報告処理を行う(S102)。
 図5は、CQI報告処理S102の処理フローチャートの例を示す図である。端末装置100は、CQI報告の契機を検出するのを待ち受ける(S102-1のNo)。CQI報告の契機は、例えば、端末装置100で発行するCQI報告の周期示すタイマのタイムアウトである。また、CQI報告は、例えば、基地局装置200からの要求に応じて送信される。
 端末装置100は、CQI報告の契機を検出すると(S102-1のYes)、CQI測定を行う(S102-2)。端末装置100は、CQI測定において、例えば、基地局装置200が送信するCQI測定用のパイロット信号の受信電力やエラーレートなど、CQI報告で基地局装置200の報告する無線品質(受信品質)を測定する。なお、端末装置100は、例えば、CQI報告の契機が発生したときにCQI測定を行わず、事前に測定し、内部メモリに記憶していたCQIをCQI報告に含めてもよい。
 端末装置100は、CQI報告を基地局装置200に送信する(S102-3)。CQI報告は、端末装置100が測定したCQIを含むメッセージである。そして、端末装置100は、報告したCQIを内部メモリに記憶する(S102-4)。
 図4のシーケンスに戻り、端末装置100は、CQI報告処理S102において、CQI報告を基地局装置200に送信する(S103、図5のS102-3)。第1の実施の形態におけるCQIは、例えば、1から10までの数値であり、数値が大きい程、受信品質が良好であることを示すものとする。例えば、端末装置100は、CQI報告S103において、例えば、端末装置100のCQIが「5」であることを、基地局装置200に報告する。そして、端末装置100は、基地局装置200に報告したCQIが5であることを内部メモリ(CQI情報124)に記憶する(図5のS102-4)。基地局装置200は、CQI報告を受信すると、CQI管理処理を行う(S104)。
 図6は、CQI管理処理の処理フローチャートの例を示す図である。基地局装置200は、端末装置100からメッセージを受信すると、受信したメッセージがCQI報告か否かを確認する(S104-1)。基地局装置200は、CQI報告を受信すると(S104-1のYes)、CQI報告に含まれるCQIを抽出し、端末装置100のCQIとして内部テーブル(例えば、端末毎CQI情報テーブル223)に記憶し、処理を終了する。
 一方、基地局装置200は、ACK又はNACKを受信すると(S104-1のNo、S104-3のYes)、ACK又はNACKに含まれるCQIの変化量を取得する(S104-4)。
 CQIの変化量は、基準となるCQIからのCQIの変化量をしめす。基準となるCQIは、基地局装置200が記憶する最新のCQIであり、端末装置100が前回送信したCQI報告に含まれるCQI、又はACK及びNACK送信によるCQI変化量の報告により増減したCQIである。
 基地局装置200は、内部テーブル(端末毎CQI情報テーブル223)に記憶する端末装置100のCQIに、取得したCQIの変化量を加算し、最新のCQI(更新受信品質)を算出する(S104-5)。そして、基地局装置200は、算出したCQIを端末装置100のCQIとして内部テーブル(端末毎CQI情報テーブル223)に記憶する。
 なお、基地局装置200は、受信したメッセージがCQI報告やACK及びNACKではない場合(S104-1のNo、S104-3のNo)、処理を終了する。
 図4のシーケンスに戻り、基地局装置200は、CQI管理処理S104において、受信したCQI報告S103に含まれる端末装置100のCQIである「5」を、端末毎CQI情報テーブル223に記憶する。
 そして、基地局装置200は、端末装置100にデータを送信する契機が発生すると、端末装置100にデータパケットを送信する(S105)。端末装置100は、データパケットを受信すると、データパケット受信処理を行う(S106)。
 図7は、データパケット受信処理S106の処理フローチャートの例を示す図である。端末装置100は、データパケットをエラーなく受信したか否かを確認する(S106-1)。端末装置100は、データパケットに認証エラーやパリティエラーなどのエラーを含む場合、データパケットを正しく受信していないと判定する。
 端末装置100は、データパケットをエラーなく受信した場合(S106-1のYes)、QCI変化量を付加したACKを生成する(S106-2)。端末装置100は、例えば、受信したデータパケットの受信品質を測定し、測定結果と内部メモリに記憶する報告したCQIとの差異分を、CQI変化量として算出する。そして、端末装置100は、生成したACKを基地局装置200に送信する(S106-3)。
 一方、端末装置100は、データパケットにエラーが含まれる場合(S106-1のNo)、QCI変化量を付加したNACKを生成する(S106-4)。そして、端末装置100は、生成したNACKを基地局装置200に送信する(S106-5)。
 そして、端末装置100は、ACK又はNACKに含まれるCQI変化量と、内部メモリに記憶する報告したCQIを加算し、加算した数値を報告したCQIとして内部メモリに記憶する(S106-6)。
 図4のシーケンスに戻り、端末装置100は、データパケット受信処理S106において、ACKを返信する(S107、図7のS106-3)。ACKS106に含まれるCQI変化量は、例えば、「+1」である。
 基地局装置200は、ACKを受信すると、CQI管理処理を行う(S104)。基地局装置200は、CQI管理処理S104において、ACKを受信し(図6のS104-1のNo、S104-3のYes)、ACKに含まれるCQI変化量「+1」を取得する(図6のS104-4)。そして、基地局装置200は、内部テーブルに記憶する端末装置100のCQI「5」に、取得したCQI変化量「+1」を加算し、最新のCQI「6」を算出する(図6のS104-5)。基地局装置200は、算出した「6」を、端末装置100の最新のCQIとして内部テーブル(端末毎CQI情報テーブル223)に記憶する(図6のS104-6)。
 さらに、基地局装置200は、端末装置100にデータを送信する契機が発生すると、端末装置100にデータパケットを送信する(S108)。端末装置100は、データパケットを受信すると、データパケット受信処理を行う(S106)。
 端末装置100は、受信したデータパケットにエラーが含まれると判定し(図7のS106-1のNo)、NACKを基地局装置200に送信する(S109、図7のS106-5)。NACKS109に含まれるCQI変化量は、例えば、「-1」である。NACKS109に含まれるCQI変化量は、前回送信したACKS107送信時(データパケットS105受信時)のCQIからの変化量である。しかし、端末装置100は、前回送信したCQI報告S103に含まれるCQIからの変化量を、CQI変化量としてNACKS109に含めてもよい。
 基地局装置200は、NACKを受信すると、CQI管理処理を行う(S104)。基地局装置200は、CQI管理処理S104において、NACKを受信し(図6のS104-1のNo、S104-3のYes)、NACKに含まれるCQI変化量「-1」を取得する(図6のS104-4)。そして、基地局装置200は、内部テーブルに記憶する端末装置100のCQI「6」に、取得したCQI変化量「-1」を加算し、最新のCQI「5」を算出する(図6のS104-5)。基地局装置200は、算出した「5」を、端末装置100の最新のCQIとして内部テーブル(端末毎CQI情報テーブル223)に記憶する(図6のS104-6)。
 また、端末装置100は、CQI報告の契機が発生すると、CQI報告処理を行い(S102)、CQI報告を基地局装置200に送信する(S110)。なお、CQI報告S110に含まれるCQIは「4」である。
 端末装置100は、CQI「4」を含むCQI報告を受信すると、CQI管理処理S104において、端末装置100のCQI「4」を内部テーブルに記憶する(図6のS104-2)。
 第1の実施の形態において、端末装置100は、ACK及びNACKに、前回報告したCQIとの差分(CQI変化量)を含め、基地局装置200に送信する。基地局装置200は、CQI変化量に基づき、最新のCQIを算出する。これにより、基地局装置200は、定期的に報告されるCQI報告以外に、最新のCQIを取得することができ、例えば、端末装置100に無線リソースを割り当てるときに、より割当時の無線環境に近いCQIに基づく割当を行うことができる。
 また、第1の実施の形態におけるCQI変化量は、CQI報告送信時のCQI又は前回送信したACK及びNACK送信時のCQIを基準とした変化量である。しかし、CQI変化量は、CQI報告に含まれるCQIを基準とした変化量であってもよい。この場合、例えば、図1におけるNACKS109に含まれるCQI変化量は「0」となる。また、この場合、基地局装置200は、CQI報告で取得したCQIを記憶し、記憶したCQIと取得したCQI変化量を加算した数値を、最新のCQIとして記憶する。すなわち、図6の処理S104-6は、内部テーブルに記憶するCQI報告で取得したCQIを上書きせずに、別途最新のCQIとして記憶する処理となる。
 <ACK及びNACKの信号フォーマット>
 CQI変化量を含む、ACK及びNACKの信号フォーマットについて以下に説明する。ACK及びNACKは、CQI変化量を含めるため、CQI値を含める場合と比較して、より少ないビット数で最新のCQIを基地局装置に報告することができる。
 <1.第1の信号フォーマット>
 図8は、ACK及びNACKの信号フォーマットの例を示す図である。ACK及びNACKは、例えば、2ビットで構成される。
 第1ビットは、ACK又はNACKの種別を示す。第1ビットが1である場合はACK、0である場合はNACKであることを示す。
 第2ビットは、第1ビットと併せて、CQI変化量を示す。第1ビット、第2ビットともに1である場合、CQIは「+1」であることを示す。第1ビットが1、第2ビットが0である場合、CQIは「-1」であることを示す。第1ビットが0、第2ビットが1である場合、CQIは「-1」であることを示す。第1ビット、第2ビットともに0である場合、CQIは「-2」であることを示す。
 <2.第2の信号フォーマット>
 図9は、ACK及びNACKの信号フォーマットの例を示す図である。第1の信号フォーマットよりも多いビット(例えば、4ビット)をACK及びNACKに使用することができる場合の信号フォーマットである。
 第1ビットは、ACK又はNACKの種別を示す。第1ビットが1である場合はACK、0である場合はNACKであることを示す。
 第2ビットは、CQIを増加させるか、減少させるかを示す。第2ビットが1である場合、CQIを増加させ(CQI変化量は+)、第2ビットが0である場合、CQIを減少させる(CQI変化量は-)。
 第3、第4ビットは、CQI変化量の絶対値を示す。例えば、第3、第4ビットがともに1である場合(0x11)、CQI変化量の絶対値は「3」である。なお、CQIに変化がない場合、第3、第4ビットはともに0となる。
 <3.第3の信号フォーマット>
 図10は、ACK及びNACKの信号フォーマットの例を示す図である。ACK及びNACKが2ビットで構成されることは第1の信号フォーマットと同様である。
 端末装置100がACKを送信するということは、データパケットを正しく受信できているということであり、端末装置100の受信品質は良好である。端末装置100は、ACK送信時よりも、NACK送信時の受信品質をより正確に基地局装置200に報告することで、より適切な無線リソースを割り当てられる場合が多くなる。そこで、図10は、ACKの場合のCQI変化量は0に固定し、NACKの場合のCQIの下げ幅を、第1の信号フォーマットよりも多く設定することができるようにした信号フォーマットである。
 第1ビット、第2ビットともに1である場合、信号はACKであり、CQI変化量は増減なしであることを示す。
 第1ビットが1、第2ビットが0である場合、信号はNACKであり、CQI変化量は「-1」であることを示す。
 第1ビットが0、第2ビットが1である場合、信号はNACKであり、CQI変化量は「-2」であることを示す。
 第1ビット、第2ビットともに0である場合、信号はNACKであり、CQI変化量は「-3」であることを示す。
 このように、第3の信号フォーマットでは、2ビットでCQI変化量「-3」に対応することができ、急激な受信品質の劣化に対応することができる。
 <4.第4の信号フォーマット>
 図11は、ACK及びNACKの信号フォーマットの例を示す図である。ACK及びNACKが2ビットで構成されることは、第1及び第3の信号フォーマットと同様である。
 端末装置100は、よほど劣悪な無線環境下でない場合、ACKを送信する場合がほとんどであり、NACKを送信することは少ない。そこで、図11は、端末装置100の送信の多くを占めるACKにおいて、CQI変化量のパターンを多くする信号フォーマットである。
 第1ビット、第2ビットともに1である場合、信号はACKであり、CQI変化量は「+1」であることを示す。
 第1ビットが1、第2ビットが0である場合、信号はACKであり、CQI変化量は増減なしであることを示す。
 第1ビットが0、第2ビットが1である場合、信号はACKであり、CQI変化量は「-1」であることを示す。
 第1ビット、第2ビットともに0である場合、信号はNACKであり、CQI変化量は「-1」であることを示す。
 これにより、第1、第3の信号フォーマットより、ACKの場合のCQI変化量を、詳細に基地局装置200に報告することができる。
 [第2の実施の形態]
 次に、第2の実施の形態について説明する。第2の実施の形態では、ACK及びNACKの信号フォーマット(応答パターンと呼ぶ場合がある)を基地局装置200が指示する。
 <端末装置の構成例>
 図12は、端末装置100の構成例を示す図である。端末装置100は、ストレージ120に、さらに、応答パターン切替指示受信プログラム125を記憶する。
 CPU110は、応答パターン切替指示受信プログラム125を実行することで、指示受信部を構築し、応答パターン切替指示受信処理を行う。応答パターン切替指示受信処理は、基地局装置200から応答パターン切替指示(範囲指示)を受信したとき、応答パターンを切り替える処理である。応答パターンは、基地局装置200が指示する信号フォーマットのビットパターンであり、すなわち、ACK及びNACKに含まれるCQI変化量の範囲のパターンである。
 <基地局装置の構成例>
 図13は、基地局装置200の構成例を示す図である。基地局装置200は、ストレージ220に、さらに、応答パターン切替プログラム224を記憶する。
 CPU210は、応答パターン切替プログラム224を実行することで、指示送信部を構築し、応答パターン切替処理を行う。応答パターン切替処理は、端末装置100に応答パターンを切替させる応答パターン切替指示を送信する処理である。
 <パケット送受信処理>
 図14は、無線通信システム10における応答パターン切替処理のシーケンスの例を示す図である。図14において、端末装置100と基地局装置200は、無線接続中状態である(S101)。
 基地局装置200は、応答パターンを切り替える契機を検出すると、応答パターン切替処理を行う(S200)。基地局装置200は、例えば、ACK及びNACKの受信数を記憶し、NACK受信数のACK受信数に対する割合の変化に応じて、適用する(使用する)応答パターンを決定する。また、基地局装置200は、例えば、無線通信システム10の管理者が、基地局装置200の運用を切り替えるコンソールを操作することにより、応答パターンを切り替えてもよい。
 図15は、ACK及びNACKの信号フォーマットの例を示す図である。ACK及びNACKは、例えば、3ビットで構成される。図15におけるL1からL7は応答パターンを示す。応答パターンLx(xは1~7の整数)は、ACKとNACKの境界を示し、Lxより上のビットパターンはACK、Lxより下のビットパターンはNACKとして使用する。例えば、応答パターンL1の場合、ビットパターン1はACKであり、ビットパターン2~8はNACKであることを示す。
 図14にシーケンスに戻り、端末装置100は、応答パターン切替指示受信し、応答パターン切替指示受信処理を行う(S202)。端末装置100は、応答パターンを記憶し、応答パターン切替応答を基地局装置200に送信する(S203)。
 <応答パターン> 
 基地局装置200は、無線状態や管理者の指定により、切り替える(適用する)応答パターンを決定する。
 図16は、応答パターンL1におけるACK及びNACKの信号フォーマットの例を示す図である。応答パターンL1においては、ビットパターン1はACK、ビットパターン2~8はNACKを示す。応答パターンL1は、例えば、端末装置100からNACKを受信する割合が所定の割合より多い場合に使用される応答パターンである。応答パターンL1は、NACKに含まれる変化量の範囲(第2範囲)がACKに含まれる変化量の範囲(第1範囲)よりも大きいため、例えば、端末装置100における電波状態が劣悪な場合に、基地局装置200がより多くのCQIを取得でき、また、より正確なCQIを取得することができる応答パターンである。
 図17は、応答パターンL7におけるACK及びNACKの信号フォーマットの例を示す図である。応答パターンL7においては、ビットパターン1~7はACK、ビットパターン8はNACKを示す。応答パターンL7は、例えば、端末装置100からNACKを受信する割合が所定の割合より少ない場合(例えば、ほとんどNACKを受信しない場合)に使用される応答パターンである。応答パターンL7は、ACKに含まれるCQI変化量の範囲(第1範囲)がNACKに含まれる変化量の範囲(第2範囲)より大きいため、例えば、端末装置100における電波状態が良好な場合に、基地局装置200がより多くのCQIを取得し、及びより正確なCQIを取得することができる応答パターンである。
 図18は、応答パターンL4におけるACK及びNACKの信号フォーマットの例を示す図である。応答パターンL4においては、ビットパターン1~4はACK、ビットパターン5~8はNACKを示す。応答パターンL4は、例えば、応答パターンL1を使用する場合ほどNACKを受信しないが、応答パターンL7を使用する場合ほどNACKを受信する割合が低くない場合、すなわち、応答パターンL1と応答パターンL7の中間の無線状態が想定されるときに、使用される応答パターンである。基地局装置200は、例えば、NACKの受信の割合に応じて、応答パターンL1~L7を切り替える。
 第2の実施の形態において、基地局装置200及び端末装置100は、応答パターンを切り替える。これにより、基地局装置200は、無線通信システム10の無線状態に応じた応答パターンを端末装置100に指示することができ、適切なCQIの取得を行うことができる。
 [その他の実施の形態]
 第1及び第2の実施の形態は、組み合わせて実施してもよい。例えば、第1の実施の形態におけるACK及びNACKの信号フォーマットを、第2の実施の形態の応答パターンのひとつとして使用してもよい。また、第1の実施の形態において、第2の実施の形態で示す応答パターンを使用してもよい。
10…無線通信システム
100…端末装置
110…CPU
120…ストレージ
121…通信プログラム
122…CQI報告プログラム
123…データパケット受信プログラム
124…CQI情報
125…応答パターン切替指示受信プログラム
130…メモリ
150…RF回路
200…基地局装置
210…CPU
220…ストレージ
221…通信制御プログラム
222…CQI管理プログラム
2221…応答受信モジュール
2222…CQI報告受信モジュール
223…端末毎CQI情報テーブル
224…応答パターン切替プログラム
230…メモリ
240…NIC
250…RF回路
300…MME
400…GW
500…外部ネットワーク

Claims (12)

  1.  端末装置と、前記端末装置と無線通信を行う基地局装置とを有する無線通信システムであって、
     前記端末装置は、
      前記基地局装置から受信した無線信号の受信品質を測定し、前記測定した受信品質を含む受信品質報告を前記基地局装置に送信する品質送信部と、
      前記基地局装置が送信するパケットを受信したとき、前回送信した受信品質報告に含まれる受信品質に対する前記パケットの受信時における受信品質の変化量を含むACK又はNACKを前記基地局装置に送信する変化量送信部とを有し、
     前記基地局装置は、
      前記端末装置に前記パケットを送信するパケット送信部と、
      前記端末装置から前記受信品質報告を受信し、前記受信品質報告に含まれる受信品質を、前記端末装置の受信品質として記憶する品質受信部と、
      前記ACK及びNACKを受信し、前記ACK及びNACKに含まれる前記変化量を前記記憶する前記端末装置の受信品質に加算した更新受信品質を、前記端末装置の受信品質として記憶する変化量受信部とを有する
     無線通信システム。
  2.  前記変化量送信部は、前記パケットを受信したとき、前記受信品質報告の送信後にACK又はNACKを送信している場合、前回送信したACK又はNACKに対応する前回パケット受信時の受信品質に対する前記パケットの受信時における受信品質の変化量を含むACK又はNACKを前記基地局装置に送信する
     請求項1記載の無線通信システム。
  3.  前記品質送信部は、所定時間間隔で前記受信品質報告を送信する
     請求項1記載の無線通信システム。
  4.  前記変化量送信部は、第1範囲内の変化量を前記ACKに含め、第2範囲内の変化量を前記NACKに含める
     請求項1記載の無線通信システム。
  5.  前記第1範囲と前記第2範囲は同じ範囲である
     請求項4記載の無線通信システム。
  6.  前記第1範囲は前記第2範囲より大きい
     請求項4記載の無線通信システム。
  7.  前記第1範囲は前記第2範囲より小さい
     請求項4記載の無線通信システム。
  8.  前記基地局装置は、さらに、前記第1範囲及び前記第2範囲を前記端末装置に指示する範囲指示を、前記端末装置に送信する指示送信部を有し、
     前記端末装置は、さらに、前記範囲指示を受信する指示受信部を有し、
     前記変化量送信部は、前記範囲指示で指示された第1及び第2範囲内の変化量を前記ACK及びNACKに含める
     請求項4記載の無線通信システム。
  9.  前記指示送信部は、前記端末装置から受信するACK及びNACKの受信数に基づいて前記第1及び第2範囲を決定する
     請求項8記載の無線通信システム。
  10.  前記指示送信部は、ACK及びNACKの合計受信数に対するACK受信数の割合が第1閾値以上の場合、第1範囲を第1数とし、前記割合が前記第1閾値未満の場合、前記第1範囲を前記第1数より小さい第2数と決定する
     請求項9記載の無線通信システム。
  11.  端末装置と、前記端末装置と無線通信を行う基地局装置とを有する無線通信システムにおける前記端末装置であって、
     前記基地局装置から受信した無線信号の受信品質を測定し、前記測定した受信品質を含む受信品質報告を前記基地局装置に送信する品質送信部と、
     前記基地局装置が送信するパケットを受信したとき、前回送信した受信品質報告に含まれる受信品質に対する前記パケットの受信時の受信品質の変化量を含むACK又はNACKを前記基地局装置に送信する変化量送信部とを有する
     端末装置。
  12.  端末装置と、前記端末装置と無線通信を行う基地局装置とを有する無線通信システムにおける基地局装置であって、
     前記端末装置にパケットを送信するパケット送信部と、
     前記端末装置から、前記基地局装置から送信された信号の前記端末装置における受信品質を含む受信品質報告を前記端末装置から受信し、前記受信品質報告に含まれる受信品質を、前記端末装置の受信品質として記憶する品質受信部と、
     前記端末装置が前記パケットの受信に応答して送信する、前記受信品質報告に含まれる受信品質に対する前記パケットの受信時の受信品質の変化量が含まれるACK及びNACKを受信し、前記ACK及びNACKに含まれる変化量を前記記憶する前記端末装置の受信品質に加算した更新受信品質を、前記端末装置の受信品質として記憶する変化量受信部とを有する
     基地局装置。
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