WO2004062148A1

WO2004062148A1 - 無線通信装置及び無線通信方法

Info

Publication number: WO2004062148A1
Application number: PCT/JP2003/014778
Authority: WO
Inventors: Akihiko Nishio; Katsuhiko Hiramatsu
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-12-26
Filing date: 2003-11-20
Publication date: 2004-07-22
Anticipated expiration: 2005-06-26
Also published as: EP3182623A1; CN1732642B; ES2620768T3; US8369285B2; ES2620769T3; ES2726278T3; US20090104877A1; KR100708291B1; CN1732642A; EP3573261A1; EP2533445B1; EP3182623B1; EP2533444B1; KR20050086855A; EP1578043A1; AU2003284586A1; US8670776B2; EP2533444A1; EP1578043A4; US20060089102A1

Abstract

受信した全ブロックについてＣＩＲ測定部３０７がＣＩＲを測定し、ＣＩＲ測定結果と、自セル及び周辺セルのトラヒック量に応じた閾値情報とに基づいて、ブロック選択部３０８が閾値判定を行う。閾値判定の結果、閾値を越えるＣＩＲとなるブロックを使用可能ブロックとする。使用可能ブロックのＣＩＲをＣＩＲ平均化部３０９が平均化し、ＣＩＲの平均値に基づいてＣＱＩ生成部３１０がＣＱＩを生成する。生成されたＣＱＩと選択されたブロック番号とが基地局装置に報告される。これにより、自セル及び周辺セルのスループットを向上させることができる。

Description

無線通信装置及び無線通信方法

技術分野

本発明は、マルチキヤリァ伝送における無線通信装置及び無線通信方法に関するものであり、例えば、 O F D M (Orthogonal Frequency Division 明

Multiplex)通信端末装置に適用して好適なものである。

田景技術

従来、 W— C DMA (Wideband-Code Division Multiple Access) 移動通信システムでは、高速大容量な下りチャネルを複数の通信端末装置が共有し、基地局装置から通信端末装置にバケツトデータを高速伝送する下り高速バケツト伝送方式（ H S D P A： High Speed Downlink Packet Access) が開発されている。

ここで、 W— C DMAシステムにおける H S D P Aについて簡単に説明する。通信端末装置が受信 C I R (Carrier to Interference Ratio) を測定し、測定した C I Rに基づいて下り回線状態を示す情報（例えば、 C Q I ： Channel Quality of Indicator) を基地局装置に報告する。基地局装置は各通信端末装置から報告された C Q Iに基づいて、バケツトデータを送信する通信端末装置

(送信先装置）を決定する。これをスケジューリングという。また、送信先装置に送信するパケットデータをどのような変調方式及び符号化率（M C S ： Modulation and Coding Scheme) で処理するかを C Q Iが示す下り回線状態に基づいて決定する。これを MC S割り当てという。基地局装置は、決定した送信先装置に決定した M C Sでバケツトデータを送信する。

MC S割り当ての具体例として、図 1のようなフェージング変動があった場合を考える。図 1は、フェージングによる受信電力の時間変動を示す図である。この図において、横軸を時間、縦軸を受信電力とし、 t 1で受信電力が最大となり、 t 2で受信電力が最小なつたとする。 t 1では、伝搬路が良好な状態であると判断し、高い MCSレベル（例えば、 16QAM、符号化率 3Z4) を割り当てる。一方、 t 2では、伝搬路が劣悪な状態であると判断し、低い MC Sレベル（例えば、 QPSK：、符号化率 1Z4) を割り当てる。すなわち、伝搬路が良好な状態であれば、高速な伝送が可能となる。

したがって、割り当てられる MC Sのレベルが高い通信端末装置を送信先として決定すれば、短時間で多くのデータを送信することができるので、システムのス "プットを向上させることができる。

また、従来の W— CDMAシステムでは、送信電力を制御することにより、ビット当たりの受信品質を保つが、 HSDPAでは、上述したように MCSを制御することにより、ビット当たりの受信品質を保つことができる。

上述した HSDPAは、 W_ CDMAシステムに適用することを前提とした技術であるが、次世代の通信方式として有望な O F DM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)通信装置に H SDP A技術を適用することが検討されている。 OF DMに HSDPA技術を適用した例として、以下のものがある。

(従来例 1 )

通信端末装置は、全サブキヤリァの受信 C I Rを測定し、測定した C I に基づいて CQ Iを基地局装置に報告する。基地局装置は各通信端末装置から報告された CQ Iに基づいて、スケジューリング、 MCS割り当てを行い、全サブキャリアを使って送信する。または、全周波数にわたるサブキャリアを均等に分散して送信する。また、周辺セルに与える干渉を低減するため、使用しないサブキャリアを用意する。周辺セルのユーザ数が多くなつてきた場合、使用しないサブキャリアを増加させることによって、周辺セルに与える多くの干渉を防ぐことができ、システムスループットを向上させることができる。

図 2は、従来例 1における周波数の割り当て方法を示す図である。ここでは、一例として、ユーザ数を 2とし、 UE 1と UE 2に周波数を割り当てる様子を示す。システムで使用する周波数帯域を 5 MH _Zとし、サブキヤリァ数を 51 2とする。従来例 1は、図 2に示すように、全サブキャリアを UE 1、 UE 2 及び割り当てないサブキャリア（割り当て対象なし）で順番に割り当てる。割り当て対象なしのサブキャリアは、 UE 1と UE 2のサブキャリアの間に割り当てられる。

(従来例 2)

従来例 2では、通信端末装置は全サブキャリアの受信 C I Rを測定し、測定した受信 C I Rに基づいて CQ Iを基地局装置に報告する。基地局装置は各通信端末装置から報告された CQ Iに基づいて、送信する通信端末装置 (複数でも可)、 MCS及びサブキャリアを決定する。

次の送信回からは通信端末装置は割り当てられたサブキャリアの C I Rに' 基づいて CQ Iを生成し、この CQ Iを基地局装置に報告する。基地局装置はその通信端末装置に対して、次も同じサブキャリアを使えばより正確な CQ I による MC S割り当てを行うことができる。この方法を概念的に示したのが図 3である。

図 3は、従来例 2における通信方法を概念的に示した図である。この図では、 No d e B (基地局装置）と UE 1〜3 (通信端末装置 1〜 3 ) が通信している場合を想定している。まず、 UE 1〜3が初回の送信において、全サブキヤリアについて CQ Iを N o d e Bに送信する（図中（1) ) 。 N o d e Bは、送信された CQ Iに基づいてスケジューリングを行い、データの送信を開始する（図中（2) ) 。 UE 1〜3は、次の送信回のため、割り当てられた周波数 (サブキャリア）について CQ Iを No d e Bに送信する（図中（3) ) 。 N o d e Bは、次の送信回のスケジューリングを行い、 UE 3にデータの送信を行う。（図中（4) ) この例では、図中（2) において、 No d e BはUE l 〜 3に対して、図 4に示すように、周波数（サブキャリア）を割当てているものとする。図 4は、従来例 2における周波数の割り当て方法を示す図である。ここでは、図 2と異なる部分についてのみ説明し、ユーザ数を 3とし、 U E 1〜3に周波数を割り当てる様子を示す。従来例 2では、隣接するサブキャリアをまとめてユーザに割り当てるようにし、隣接セルへの干渉を軽減するために割り当てないサブキャリア（割り当て対象なし）を設けるようにする。

しかしながら、上記従来例 1及び従来例 2では、受信電力の悪いサブキヤリァを割り当ててしまうという問題がある。これについて、図 5及び図 6を用いて説明する。

図 5は、従来例 1において割り当てられたサブキヤリァの通信端末装置での受信電力を概念的に示した図である。ここでは、受信電力の状態をケース 1 (図 5 A) とケース 2 (図 5 B ) として示した。この図から分かるように、受信電力の高い（伝搬状況の良い）サブキャリアも低い（伝搬状況の悪い）サブキヤリアも割り当てられてしまう。

また、図 6は、従来例 2において割り当てられたサブキャリアの通信端末装置での受信電力を概念的に示した図である。図 6でも図 5と同様な受信電力の状態をケース 1 (図 6 A) とケース 2 (図 6 B ) として示した。この方法では、サブキヤリァの伝搬状況に応じた M C Sで伝送することが可能だが、図 6に示すように受信電力の悪い（伝搬状況の悪い）サブキャリアが割り当てられてしまい、低い MC Sレベルとなってしまう。特に、ケース 2のような場合、割り当てられたサブキャリア全体が低い受信電力であることもある。

このように受信電力の落ち込んだサブキヤリァで送信されたデータについては、復号することができず、再送を要求することになつたり、低い M C Sレベルで送信したりすることになり、スループットの低下を招いてしまう。

また、通信端末装置が全サブキャリアについて C Q Iを個々に生成し、基地局装置に報告することも考えられるが、報告のための伝送ビット数が多くなつてしまい、上り回線を圧迫してしまう。

さらに、例えば、周辺セルにおいて同一の周波数を使用するリユース 1 (周波数繰り返し 1 ) のシステムでは、図 7に示すように、 N o d e B # lが自セル内の U Eに送信した信号は、周辺セル（N o d e B # 2及び # 3 ) にとつては干渉となる。このようなシステムでは、自セルで使用するサブキャリア数で周辺セルに与える干渉が決まり、周辺セルに与える干渉が多いと、システム全体のスループットの低下を招いてしまう。このため、限られたサブキャリア数で効率良く伝送することが必要となる。発明の開示

本宪明の目的は、自セル及び周辺セルのスループットを向上させる無線通信装置及び無線通信方法を提供することである。

本発明は、自セル及び周辺セルのトラヒック量によって決められた判定基準に基づいて、受信品質が上位のサブキヤリァを使用するサブキヤリアとして選択し、選択したサブキャリアの平均受信品質を示す報告値を生成し、生成した報告値と使用するサブキヤリァを示す情報とを通信相手に報告することにより、上記目的を達成する。図面の簡単な説明

図 1は、フェージングによる受信電力の時間変動を示す図、

図 2は、従来例 1における周波数の割り当て方法を示す図、

図 3は、従来例 2における通信方法を概念的に示した図、

図 4は、従来例 2における周波数の割り当て方法を示す図、

図 5 Aは、従来例 1において割り当てられたサブキヤリァの通信端末装置での受信電力を概念的に示した図、

図 5 Bは、従来例 1において割り当てられたサブキヤリァの通信端末装置での受信電力を概念的に示した図、

図 6 Aは、従来例 2において割り当てられたサブキヤリァの通信端末装置での受信電力を概念的に示した図、図 6 Bは、従来例 2において割り当てられたサブキヤリァの通信端末装置での受信電力を概念的に示した図、

図 7は、リユース 1のシステムにおける周辺セルに与える干渉の様子を示す概念図、

図 8は、サブキャリアブロックを概念的に示す模式図、

図 9は、本発明の実施の形態 1に係る基地局装置の送信系の構成を示すプロック図、

図 1 0は、本発明の実施の形態 1に係る通信端末装置の受信系の構成を示すプロック図、

図 1 1 Aは、本宪明の実施の形態 1における使用可能なプロックの選択方法を説明するための図、

図 1 1 Bは、本発明の実施の形態 1における使用可能なプロックの選択方法を説明するための図、

図 1 2は、本発明の実施の形態 1におけるブロックの割り当て例を示す図、図 1 3 Aは、本発明の実施の形態 1における使用可能なプロックの選択方法を説明するための図、

図 1 3 Bは、本明の実施の形態 1における使用可能なプロックの選択方法を説明するための図、

図 1 4本発明の実施の形態 1におけるプロックの割り当て例を示す図、図 1 5は、本発明の実施の形態 2に係る基地局装置の送信系の構成を示すプロック図、

図 1 6 Aは、本発明の実施の形態 2における使用可能なプロックの選択方法を説明するための図、

図 1 6 Bは、本発明の実施の形態 2における使用可能なブロックの選択方法を説明するための図、

図 1 7は、本発明の実施の形態 2におけるプロックの割り当て例を示す図、図 1 8は、本発明の実施の形態 3に係る基地局装置の送信系の構成を示すプロック図、

図 1 9は、本発明の実施の形態 3に係る通信端末装置の受信系の構成を示すブロック図、及び、

図 2 O Aは、本努明の実施の形態 3における使用可能なブロックの選択方法を説明するための図である。

図 2 0 Bは、本発明の実施の形態 3における使用可能なプロックの選択方法を説明するための図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

本発明の実施の形態では、特に断らない限り、図 8に示すように、使用するサブキヤリァ数を 5 1 2とし、 3 2サブキヤリァを 1サブキヤリアブ口ック (以下、単に「ブロック」という）として計 1 6プロックを用い、ブロック単位で割り当てを行うものとする。このブロックには、ブロックを識別するための番号（プロック番号）が付けられている。

(実施の形態 1 )

図 9は、本努明の実施の形態 1に係る基地局装置の送信系の構成を示すブロック図である。この図において、スケジューラ部 2 0 1は、通信中の各通信端末装置から報告された C Q Iに基づいて、次のフレームでどの通信端末装置に送信するかの決定（スケジューリング）を行い、決定したスケジューリング情報をユーザ選択部 2 0 2に出力する。このスケジューリングのアルゴリズムとしては、 Max C/I, Proportional Fairnessなどがある。また、スケジユーリングにおいて、送信するユーザ信号を決定したら、そのユーザ信号に対して変調方式や符合化率（MC S： Modulation and Coding Scheme) を割り当て、割り当てた MC Sを符号化部 2 0 3— 1、 2 0 3 - 2及び変調部 2 0 4— 1、 2 0 4一 2に通知する。さらに、同時に、各通信端末装置から使用可能なブロック番号の報告を受け、報告されたブロックのうち、どのブロックを使用するか通信端末装置毎に決定し、サブキヤリアマツビング部 205— 1、 205— 2に通知する。

ユーザ選択部 202は、各通信端末装置（この図では、一例として UE 1〜 UE 3とする）に送信する送信データを一時記憶し、スケジューラ部 201から出力されたスケジューリング情報に従って、送信先となる通信端末装置に送信するデータを選択し、符号化部 203— 1、 203— 2に出力する。

本実施の形態では、符号化、変調、サブキャリアマッピングを行う系列を 2 系列備え、ユーザ選択部 202で 2つ送信データを選択し、それぞれの系列において同じ内容の処理を並列に行うことができる。このため、一系列についてのみ説明する。さらに、制御用データについて、符号化、変調、サブキャリアマッピングを行う制御用データ処理部 207としてもう一系列用意されている。制御用データ処理部 207については後述する。

符号化部 203_ 1は、ユーザ選択部 202から出力された送信データに、スケジューラ部 201から通知された符号化率でターボ符号などを用いて符号化処理を行い、変調部 204— 1に出力する。変調部 204— 1は、符号化部 203_ 1から出力された送信データに、スケジューラ部 201から通知された変調方式で変調処理を行い、サブキヤリアマッビング部 205— 1に出力する。サブキャリアマッピング部 205— 1は、変調部 204— 1から出力された変調後の送信データを、スケジューラ部 201で決定されたサブキャリアにマッピングし、多重部 208に出力する。

閾値算出部 206は、自セル及び周辺セルのトラヒック情報に基づいて、通信端末装置において使用可能なプロックを選択するための選択基準である C I R閾値を算出する。 C I R閾値 (Th_CIR) の算出は、例えば、 Th_CIR = S₀— 10 1 o g(y。Z∑ y i)とする。このとき、 S。は基準 C I Rで例えば、 _ 1 0 dBである。 γ。tt自セルのトラヒック量であり、 10 1 o g(y。/∑ γ は自セルのトラヒック量と自セル及び周辺 6セルの合計トラヒック量の比（dB) となる。 S_n =—10 dB、 y ₀/∑ y _}= l/l 0であるときには、設定する C I R閾値は 0 d Bとなる。このように算出された閾値情報は、制御用データ処理部 207に出力される。

制御用データ処理部 207では、閾値算出部 206から出力された閾値情報を符号化処理（符号化部 207— 1 )、変調処理（変調部 207— 2 )、及び、サブキヤリァへのマッビング処理 (サブキヤリアマッビング部 207- 3) が行われ、多重部 208に出力される。

多重部 208は、サブキヤリアマッビング部 205— 1、 205— 2、 20 7-3から出力された送信データ及び閾値情報を含む制御用データ、さらにパィロット系列を多重し、 S/P変換部 209に出力する。 3 ？変換部209 は、多重部 208から出力された多重信号を複数系列の送信データに変換し、 I FFT部 210に出力する。 I F FT部 210は、 3 ？変换部209から出力された複数系列の送信データに逆高速フーリェ変換を行うことにより、 O F DM信号を形成し、 G I揷入部 21 1に出力する。 G I揷入部 21 1は、 I F FT部 210から出力された OF DM信号にガードインターバル（G I ) を揷入し、無線処理部 212に出力する。無線処理部 212は、 G I揷入部 21 1から出力された信号に D/A変換やアップコンバートなどの所定の無線処理を行い、無線処理後の信号をアンテナを介して通信端末装置に送信する。図 10は、本発明の実施の形態 1に係る通信端末装置の受信系の構成を示すブロック図である。この図において、無線処理部 301は、基地局装置から送信された信号をアンテナを介して受信し、受信した信号にダウンコンバートや A/D変換などの所定の無線処理を行い、無線処理後の信号を G I除去部 30 2に出力する。 G I除去部 302は、無線処理部 301から出力された信号からガードインターバルを除去し、除去した信号を F FT部 303に出力する。 F FT部 303は、 G I除去部 302から出力された信号に対して高速フーリェ変換を行うことにより、それぞれのブロックにより伝送された信号を取得する。取得したブロック毎の信号は、チャネル分離部 304に出力される。

チヤネノレ分離部 304は、 F FT部 303から出力されたプロック毎（実際にはサブキャリア毎）の信号をユーザ毎の系列に分離し、自装置に宛てられたデータ部、パイロット部及ぴ制御用データ部（閾値情報を含む）を取り出す。取り出されたデータ部は、復調部 3 0 5— 1に出力され、復調部 3 0 5— 1において復調処理が施され、復号部 3 0 6— 1に出力される。復号部 3 0 6— 1 は、復調部 3 0 5— 1から出力された復調信号を復号し、ユーザデータを取り出す。一方、チャネル分離部 3 0 4で取り出された制御用データ部は、復調部 3 0 5— 2に出力され、復調部 3 0 5— 2において復調処理が施され、復号部 3 0 6— 2に出力される。復号部 3 0 6— 2は、復調部 3 0 5— 2から出力された復調信号を復号し、制御用データを取り出し、制御用データに含まれた閾値情報をプロック選択部 3 0 8に出力する。さらに、チヤネル分離部 3 0 4で取り出されたパイ口ット部は、受信品質測定手段としての C I R測定部 3 0 7 に出力され、全サブキャリアについて C I Rが測定される。 C I Rの測定結果は、プロック選択部 3 0 8に出力される。

プロック選択部 3 0 8は、 C I R測定部 3 0 7から出力された C I R測定結果について、復号部 3 0 6— 2から出力された閾値情報に基づいて閾値判定を行う。すなわち、閾値以上のブロックを使用可能なブロックとして選択し、選択されたプロックの C I Rを C I R平均化部 3 0 9に出力する。また、選択されたプロックの番号は、図示せぬ送信部に出力される。

C I R平均化部 3 0 9は、プロック選択部 3 0 8から出力された使用可能プロックの C I Rを平均化し、平均化した値を C Q I生成部 3 1 0に出力する。

C Q I生成部 3 1 0は、 C I R、変調方式（Q P S Kや 1 6 Q AMなど）、符号化率等が C Q Iと対応付けられた C Q Iテーブルを備えており、 C I R平均化部 3 0 9で平均化された値に基づいて C Q Iテーブルから C Q Iを検索し、 C Q Iを生成する。生成した C Q Iは図示せぬ送信部に出力される。すなわち、閾値以上となるブロックの C I Rを平均化した値に相当する C Q Iを生成するものである。

C Q I生成部 3 1 0から出力された C Q Iと使用可能プロック番号は、上り回線で基地局装置に送信される。

上述した基地局装置及び通信端末装置の動作について、自セル及び周辺セノレのトラヒック量が多いときと少ないときとに分けて図 1 1から図 1 4を用いて説明する。まず、トラヒック量が多いときについて、図 1 1及び図 1 2を用いて説明する。

通信端末装置におけるプロック選択部 3 0 8では、図 1 1に示すようなプロックの選択が行われる。図 1 1は、本発明の実施の形態 1における使用可能なブロックの選択方法を説明するための図である。ここでは、 C I Rの様子を 2 通り挙げ、同レベルの C I Rとなる山が複数あるケース 1 (図 1 1 A) 、高 C I Rとなる山が一つしかないケース 2 (図 1 1 B ) として示した。通信端末装置のプロック選択部 3 0 8では、ブロック毎に測定された C I Rと基地局装置力、ら送信された閾値情報とに基づいて、閾値判定が行われる。この閾値は、自セル及び周辺セルのトラヒックが多いことを反映しており、比較的高めに設定されている。このため、閾値以上となるブロックは少なめになり、周辺セルに与える干渉を少なくすることができる。

プロック選択部 3 0 8での閾値判定の結果、図 1 1に示すように、閾値以上となる C I Rが測定されたブロックは使用可能なブロック（図中、余斗線を付したブロック）として選択され、閾値未満となる C I Rが測定されたプロック（図中、白抜きのブロック）は使用不可能なブロックとして除外される。そして、使用可能として選択されたブロックの C I Rが C I R平均化部 3 0 9に出力され、選択されたブロックの番号（情報）が送信部に出力される。

C I R平均化部 3 0 9では、ブロック選択部 3 0 8から出力された C I Rを 1ブロック当たりの C I Rに平均化し、。<2 1生成部3 1 0では、平均化された C I Rに相当する C Q Iを生成する。生成された C Q Iは送信部に出力され、プロック選択部 3 0 8から出力されたブロック番号と共に、基地局装置に送信される。これにより、閾値以上となる全てのプロックについて C Q Iを基地局装置に報告する必要がなくなり、上り回線の伝送データ量を削減することができる。

基地局装置では、各通信端末装置から報告された C Q Iと使用可能ブロック番号とに基づいて、スケジューラ部 2 0 1がブロックの割り当てを行う。図 1 2は、本発明の実施の形態 1におけるプロックの割り当て例を示す図である。なお、ここでは、ブロックの割り当て対象となる通信端末装置数を 2とし、 U E 1、 U E 2として表記する。基地局装置は、図 1 2に示すように、 U E 1にブロック番号 1 4及び 1 5を割り当て、 U E 2にブロック番号 8〜1 1を割り当てており、それぞれの U Eにおける受信品質が良好なブロックのみの比較的少ない割り当てとなっている。

このように、自セル及び周辺セルのトラヒック量が多い場合に、閾値を低くして、自セルで多くのブロックを割り当ててしまうと、周辺セルに多くの干渉を与えてしまい、周辺セルではブロックをほとんど使用できなくなるので、システム全体のスループットが低下してしまう。このため、閾値を高くすることにより、自セルで使用するブロック数を少なくし、周辺セルに与える干渉を低減することができる。これにより、周辺セルのスループットの向上を図ることができる。一方、閾値を高くしすぎると、自セルでの使用可能プロックが極端に少なくなり、自セルでのスループットの低下を招いてしまうため、周辺セルに多くの干渉を与えない範囲で、自セルで使用するプロック数を多くする必要がある。

次に、自セル及び周辺セルのトラヒック量が少ないときについて、図 1 3及び図 1 4を用いて説明する。

図 1 3は、本発明の実施の形態 1における使用可能なブロックの選択方法を説明するための図である。この図では、閾^ (直以外は図 1 1と同じ条件である。トラヒック量の少ない場合の閾値は、トラヒック量の多い場合に比べ小さく設定される。このため、閾値以上となるプロックは多めになり、より多くのプロックを使用することができるが、トラヒックが少ないときには周辺セルでの時間的なチャネル使用率が低いため、周辺セルに与える干渉はそれほど問題にならない。

トラヒック量が少ない場合も、トラヒック量が多い場合と同様に、閾値以上となるブロックを使用可能プロックとし、使用可能プロックの C I Rを平均化した値に基づいて C Q Iを生成し、 C Q Iと使用可能なプロック番号とが送信部から基地局装置に送信される。

基地局装置でも、トラヒック量が多い場合と同様に、各通信端末装置から報告された C Q Iと使用可能ブロック番号とに基づいて、スケジューラ部 2 0 1 がブロックの割り当てを行う。図 1 4は、本発明の実施の形態 1におけるプロックの割り当て例を示す図である。基地局装置は、図 1 4に示すように、 U E 1にブロック番号 3〜 5、及び 1 3〜1 6を割り当て、 U E 2にブロック番号 6〜1 2を割り当てており、トラヒック量が多い場合に比べ、多くのブロックを割り当てている。

このように、トラヒック量の多い場合も、少ない場合も、受信品質が高いブロックのみを使用するため、高い M C Sを割り当てることができる。例えば、品質の悪いプロックも含めた 1 2プロックを使って Q P S Kで送信するのと、品質の良いブロックのみ 6ブロックを使つて 6 4 Q AMで送信するのとでは後者の方が 1 . 5倍のスループットが得られる上、他セルに与える干渉も半分ですむことになる。

なお、トラヒック量の多少にかかわらず、複数の通信端末装置が同時に同一のプロックを使用可能としたときは、 C Q Iが高い方の通信端末装置に割り当てるようにしてもよい。

また、ブロック選択部 3 0 8で行う閾値判定には、各ブロックの C I から全ブロックの平均 C I Rを差し引いた差分、すなわち、（各ブロックの C I R) 一（平均 C I R) とすることも考えられる。このようにすることにより、セル中心部のユーザも相対的に品質の高いプロックのみを使用し、効率的に周辺セルに与える干渉を抑えることが可能である。

このように本実施の形態によれば、所定の閾値を超える受信品質が高いプロックのみを使用するブロックとして選択できるため、高い MC Sで伝送することにより、限られたプロックの中で周辺セルに与える干渉を抑えながらスループットを向上させることができる。また、自セル及び周辺セルのトラヒック量に応じて、使用可能ブロックの選択に用いる閾値を変動させることは、許容できる他セル与干渉量を反映するため、高効率な伝送を行うことができる。

(実施の形態 2 )

実施の形態 1では、 C I Rの閾値判定により使用可能なプロックの選択を行い、その閾値は自セル及び周辺セルのトラヒック量に応じて制御される場合について説明したが、本発明の実施の形態 2では、所定のブロック数内で使用可能なプロックの選択を行い、そのブロック数はトラヒック量に応じて決定される場合について説明する。

図 1 5は、本発明の実施の形態 2に係る基地局装置の送信系の構成を示すブロック図である。ただし、図 1 5が図 9と共通する部分には、図 9と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。図 1 5が図 9と異なる点は、閾値算出部 2 0 6を割り当てプロック数算出部 8 0 1に変更した点である。

割り当てプロック数算出部 8 0 1は、自セノレ及び周辺セルのトラヒック量に基づいて、通信端末装置において使用可能なブロックを選択するための選択基準であるブロック数を算出する。ブロック数（N s bとする）の算出は、例えば、以下のような式で表すことができる。

N _{s b} = LN_a 」 ■ ■ ■ ( 1 )

N _{a l l}は全サブキャリアブロック数であり、例えば、 6 4とする。 γ。は自セルのトラヒック量であり、 _Ί。/∑ γ iは自セルのトラヒック量と自セル及び周辺 6セルの合計トラヒック量の比である。また、右辺の記号は、その数を越えない最大の整数を表し、例えば、以下のようになる。

1 2 . 4」 = 2 · · ■ ( 2 ) N_sbは、具体的には、 N_{a l} L = 64、 γ。/∑ 7 i= 1/10であるとき、 N _sb=6となる。このように算出された割り当てブロック数情報は、制御用データ処理部 2◦ 7に出力される。

割り当てプロック数算出部 801において、選択可能なプロック数を少なくすると、周辺セルに与える干渉を小さくすることができる。周辺セルに多くの干渉を与えてしまうと、プロックをほとんど使用できなくなり、システムスループットを低下させてしまう。一方、選択可能なブロック数を少なくしすぎると、自セル内でのスループットの低下を招いてしまう。そのため、本実施の形態では、自セル及び周辺セルのトラヒック量を考慮して、選択可能なプロック数を決めることにより、周辺セルに多くの干渉を与えることと、自セルのスループットが低下することを回避することができる。

本発明の実施の形態 2に係る通信端末装置の受信系の構成は、図 10と同一であり、プロック選択部 308の機能が異なるのみなので、図 10を代用して説明し、図 10と共通する機能プロックについては、その詳しい説明は省略する。復号部 306— 2は、復調部 305— 2から出力された制御用データ部に対して復号処理を行い、制御用データを取り出し、制御用データに含まれた選択可能プロック数情報をプロック選択部 308に通知する。

ブロック選択部 308は、 C I R測定部 307において全ブロックについて測定された C I Rと、復号部 306— 2から出力された選択可能ブロック数 (N_sb) とに基づいて、使用可能ブロックを選択する。具体的には、 C I Rの上位 N_sbブロックを選択し、使用可能ブロックとする。選択された使用可能プロックの C I Rは、 C I R平均化部 309において平均化され、 CQ I生成部 310において C I R平均値に相当する CQ Iが生成されて、 CQ Iが送信部に出力される。また、ブロック選択部 308において選択された使用可能プ口ックのブロック番号は、送信部に出力される。

上述した基地局装置及び通信端末装置の動作について図 1 6及び図 1 7を用いて説明する。通信端末装置におけるブロック選択部 3 0 8では、図 1 6に示すようなプロックの選択が行われる。図 1 6は、本発明の実施の形態 2における使用可能なブロックの選択方法を説明するための図である。ここでは、使用可能ブロック数（N _{s b}) を 6とし、 C I Rの様子を 2通り挙げ、同レべ ^ /レの C I Rとなる山が複数あるケース 1 (図 1 6 A) 、高 C I Rとなる山が一つしかないケース 2 (図 1 6 B ) として示した。ブロック選択部 3 0 8では、ブロック毎に測定された C I Rと基地局装置から送信された使用可能プロック数情報とに基づいて、使用可能ブロックの選択が行われる。すなわち、各プロックの C I R上位 N _{s b}分を使用可能プロックとして選択するものであり、図 1 6 のケース 1、ケース 2に示す通り、いずれも指定された使用可能ブロック数が 6プロック選択される。

ここで、選択されるプロックを C I Rの上位からとしたのは、品質の悪いブロックを割り当てることを防ぐことができ、高効率な伝送が可能となり、周辺セルに与える干渉を軽減することができるためである。これにより、システム全体のスループットを向上させることができる。

また、本実施の形態のように、 MC Sを割り当てる場合には、品質の高いプロックを使用すれば、より高い MC Sを割り当てることができるので、さらに、スループットを向上させることができる。例えば、品質の悪いプロックも含めた 1 2のブロックを使って Q P S Kで送信するのと、品質の良いプロックのみ 6ブロックを使って 6 4 Q AMで送信するのでは後者の方が 1 . 5倍のスループットが得られる上、他セルに与える干渉も半分ですむことになる。

選択された使用可能プロックの C I Rは、 C I R平均化部 3 0 9において平均化され、 C Q I生成部 3 1 0において C I R平均値に相当する C Q Iが生成されて、 C Q Iが送信部に出力される。また、ブロック選択部 3 0 8において選択された使用可能プロックのブロック番号は、送信部に出力される。

基地局装置では、各通信端末装置から報告された C Q Iと使用可能ブロック番号とに基づいて、スケジューラ部 2 0 1がブロックの割り当てを行う。図 1 7は、本発明の実施の形態 2におけるプロックの割り当て例を示す図である。なお、ここでは、図 1 6のケース 1に示した使用可能プロックを U E 1に割り当てる場合を例示している。基地局装置は U E 1にプロック番号 4， 5， 9， 1 0， 1 4 , 1 5を割り当てている。

このように本実施の形態によれば、受信品質が高いプロックを所定プロック数選択し、使用するブロックとするため、高い M C Sで伝送することにより、限られた使用可能ブロックの中で周辺セルに与える干渉を抑えながらスループットを向上させることができる。また、自セル及び周辺セルのトラヒック量に応じて、使用可能なプロック数を変動させることは、許容できる他セル与干渉量を反映するため、高効率な伝送を行うことができる。

(実施の形態 3 )

本発明の実施の形態 3では、自セル及び周辺セルのトラヒック量に応じて通信端末装置が使用できるブロックを予め決定し、さらに実施の形態 1で説明した C I R閾値により、使用するプロックの選択を行う場合について説明する。図 1 8は、本発明の実施の形態 3に係る基地局装置の送信系の構成を示すブロック図である。ただし、図 1 8が図 9と共通する部分は、図 9と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。図 1 8が図 9と異なる点は、指定ブロック決定部 1 1 0 1を追加した点と、スケジューラ部 2 0 1をスケジューラ部 1 1 0 2に変更した点である。

閾値算出部 2 0 6は、自セル及び周辺セルのトラヒック情報に基づいて、通信端末装置において使用可能なプロックを判定するための C I R閾値を算出する。算出した閾値は、制御用データ処理部 2 0 7に出力される。

• 指定プロック決定部 1 1 0 1は、自セル及び周辺セノレのトラヒック量に基づいて、通信端末装置に指定するブロック（選択可能なプロック）を決定する。決定した指定ブロック情報（選択基準情報）は、スケジューラ部 1 1 0 2と制御用データ処理部 2 0 7とに出力される。スケジューラ部 1 1 0 2は、通信中の各通信端末装置から報告された C Q I、使用可能なプロック番号、及び、指定プロック決定部 1 1 0 1から出力された指定プロック情報に基づいて、次のフレームでどの通信端末装置に送信するかの決定を行い、決定したスケジューリング情報をユーザ選択部 2 0 2に出力する。その他の処理については、実施の形態 1と同様である。

図 1 9は、本発明の実施の形態 3に係る通信端末装置の受信系の構成を示すブロック図である。ただし、図 1 9が図 1 0と共通する部分は、図 1 0と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。図 1 9が図 1 0と異なる点は、 C I R測定部 3 0 7を C I R測定部 1 2 0 1に変更した点である。

復号部 3 0 6— 2は、復調部 3 0 5 _ 2から出力された制御用データ部に対して復号処理を行い、制御用データを取り出し、制御用データに含まれた指定プロック情報を C I R測定部 1 2 0 1に出力し、同じく制御用データに含まれた閾値情報をプロック選択部 3 0 8に出力する。

C I R測定部 1 2 0 1は、チャネル分離部 3 0 4から出力されたパイロット部のうち、復号部 3 0 6— 2から出力された指定プロック情報が示すプロックのパイロット部についてのみ C I Rの測定を行う。ここでは、基地局装置から指定されたブロックについてのみ C I Rの測定を行うので、全プロックについて C I Rを測定する場合に比べ、 C I R測定に要する処理量を削減すると共に、処理に要する時間を短縮することができる。測定された C I Rはブロック選択部 3 0 8に出力される。

ブロック選択部 3 0 8は、 C I R測定部 1 2 0 1から出力された C I R測定結果について、復号部 3 0 6— 2から出力された閾値情報に基づいて閾値判定を行う。ブロック選択部 3 0 8においても、 C I R測定部 1 2 0 1から出力される C I Rの測定結果が全プロックについてではなく、基地局装置により指定されたプロックについてのみ閾値判定を行えばよいので、処理量の削減と共に、処理に要する時間を短縮することができる。閾値判定の結果、閾値以上となるプロックを使用可能プロックとし、このブロックの C I Rを C I R平均化部 3 0 9に出力し、こめプロックの番号を図示せぬ送信部に出力する。

上述した基地局装置及び通信端末装置の動作について、図 2 0を用いて説明する。図 2 0は、本発明の実施の形態 3における使用可能なプロックの選択方法を説明するための図である。ここでは、 C I Rの様子を 2通り挙げ、同レべルの C I Rとなる山が複数あるケース 1 (図 2 O A) 、高 C I Rとなる山が一つしかないケース 2 (図 2 0 B ) として示した。通信端末装置のブロック選択部 3 0 8では、基地局装置で指定されたプロックについて測定された C I が、基地局装置から送信された閾値情報に基づいて閾値判定が行われる。図 2 O A のケース 1において、基地局装置から指定されたブロックは、左から 5ブロックであるが、閾値を越えるプロックは、左から 4ブロックまでである。また、図 2 O Bのケース 2において、基地局装置から指定されたブロックはケース 1 と同様、左から 5ブロックであるが、閾ィ直を越えるブロックは、左から 5プロック目のみである。これにより、通信端末装置で選択される使用可能ブロックは予め指定されたプロックの中に限定されるため、基地局装置に使用可能ブロックの番号を報告する際、ブロック番号のデータ量を削減することができる。このように本実施の形態によれば、自セル及び周辺セルのトラヒック量に応じて、基地局装置が通信端末装置に割り当てるプロックを予め指定することにより、通信端末装置における使用可能プロックの選択に要する処理量及ぴ処理時間を削減することができると共に、基地局装置に報告する使用ブロック番号の情報量を削減することができる。

なお、基地局装置で指定するプロックは、毎回計算して通知するのではなく、予め決められたパタンに従って変更することも考えられる。

また、本実施の形態は、通信端末装置に割り当てるブロックを制限したうえで、実施の形態 1に適用した場合について説明したが、同様に実施の形態 2に適用することも考えられる。実施の形態 2に適用した場合、指定されたプロックの中から、 C I Rの上位 N _{s b}プロックについて使用可能プロックとして選択されることになる。なお、上述した各実施の形態では、 MCSを割り当てる場合について説明したが、本発明は MCSを割り当てない場合でも適用することができる。

また、各実施の形態では、閾値の算出、割り当てブロック数の算出、指定ブロックの決定を基地局装置で行ったが、上位制御装置で行ってもよい。これらの算出及び決定は、トラヒック情報に基づいて行ったが、ユーザ数に基づいて行ってもよい。

また、各実施の形態では、使用するサブキャリア数を 512とし、 1ブロックを 32サブキャリアとしたが、本発明はこれにかぎらず、任意に設定してもよい。

以上説明したように、本発明によれば、通信相手から通知された基準に基づいて、受信品質が上位のサブキャリアを使用するサブキャリアとして選択し、選択したサブキヤリァの平均回線品質を示す報告値を生成し、生成した報告値と使用するサブキャリアを示す情報とを通信相手に報告することにより、通信相手は品質の良いサブキヤリァのみを使つて伝送することが可能になり、それにより自セル及び周辺セルのスループットを向上させることができ、したがつて、システム全体のスループットを向上させることができる。また、使用するサブキャリアの回線品質を平均して報告することにより、報告に要するデータ量を削減することができる。

本明細書は、 2002年 12月 26日出願の特願 2002— 378076に基づくものである。この内容をここに含めておく。産業上の利用可能性

本発明は、マルチキヤリァ伝送における無線通信装置及び無線通信方法に用いるに好適である。

Claims

請求の範囲

1 . O F DM信号を受信する受信手段と、

受信した O F DM信号を復調し、各サブキヤリァの受信品質を測定する受信品質測定手段と、

通信相手から通知された基準に基づいて、受信品質が上位のサブキャリアを使用するサブキヤリアとして選択するサブキヤリァ選択手段と、

前記サブキヤリァ選択手段によって選択されたサブキヤリァの受信品質を平均化する平均化手段と、

前記平均化手段によつて平均化された受信品質を示す報告値を生成し、生成した報告値と前記サブキヤリァ選択手段によって選択されたサブキャリアを示す情報とを通信相手に報告する報告手段と、

を具備する無線通信装置。

2 . 前記サブキャリア選択手段は、受信品質と通信相手から通知された閾値との閾値判定に基づいて、閾値以上となる受信品質のサブキヤリアを使用するサブキヤリアとして選択する請求の範囲 1に記載の無線通信装置。

3 · 前記閾値は、自セル及び周辺セルのトラヒック量に応じて適応的に制御される請求の範囲 2に記載の無線通信装置。

4 . 前記サブキャリア選択手段は、通信相手から通知された数のサブキャリアを選択する請求の範囲 1に記載の無線通信装置。

5 . 前記サブキヤリァ数は、自セル及び周辺セルのトラヒック量に応じて適応的に制御される請求の範囲 4に記載の無線通信装置。

6 . 前記サブキヤリァ選択手段は、全サブキヤリァの中で予め制限されたサブキヤリァから使用するサブキヤリァを選択する請求の範囲 2に記載の無線通

7 . 請求の範囲 1に記載の無線通信装置を具備する通信端末装置。

8 . 通信相手から通知された基準に基づいて、受信品質が上位のサブキャリアを使用するサブキヤリアとして選択し、選択したサブキヤリァの平均受信品質を示す報告値を生成し、生成した報告値と選択したサブキヤリアを示す情報とを通信相手に報告する無線通信方法。

9 . 自セル及び周辺セルのトラヒック量に応じたサブキャリアの選択基準となる情報を通信端末装置に送信する基地局装置と、

前記基地局装置から送信される選択基準情報と、サブキャリア毎の受信品質とに基づいて、受信品質が上位のサブキヤリァを使用するサブキヤリアとして選択し、選択したサブキャリアの平均受信品質を示す報告値と、選択したサブキヤリァを示す情報とを前記基地局装置に報告する通信端末装置と、

を具備する無線通信システム。