WO2004091126A1

WO2004091126A1 - 基地局装置及び通信方法

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Publication number: WO2004091126A1
Application number: PCT/JP2004/004875
Authority: WO
Inventors: Akihiko Nishio; Katsuhiko Hiramatsu; Isamu Yoshii
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-04-04
Filing date: 2004-04-02
Publication date: 2004-10-21
Anticipated expiration: 2005-10-04
Also published as: US20150333882A1; EP3518428B1; EP1612980A1; US20060215603A1; JP3860556B2; US9143192B2; US8467797B2; KR100657882B1; EP1612980B1; US10644745B2; ES2798757T3; CN102571141B; EP1612980A4; JP2004312291A; US7660367B2; US20100097998A1; EP3518428A1; PL3518428T3; US20130251002A1; CN1768497A

Abstract

ホッピングにより他セル干渉を軽減しつつ、良好な伝搬状況の周波数を用いることを可能とするため、スケジューラ部１０２は、各通信端末装置からのＣＱＩを用いて、どのユーザにデータを送信するかを決めるスケジューリングを行い、次のフレームで送信するユーザ信号を選択し、どのサブキャリアブロックで送信するかを決定する。ＭＣＳ判定部１０３は選択されたユーザ信号のＣＱＩから変調方式と符号化方法を選択する。サブキャリアブロック選択部１１０は、スケジューラ部１０２から指示されるサブキャリアブロックを各ユーザ信号について選択する。それぞれのサブキャリアブロックについては、ＦＨ系列選択部１１１−１～１１１−ｎでホッピングパタンが選択される。サブキャリアマッピング部１１２は、選択されたホッピングパタンに従ってユーザ信号及び制御用データをサブキャリアにマッピングする。

Description

基地局装置及び通信方法

技術分野

本発明は、基地局装置及び通信方法に関し、特に OF DM方式に用いて好明

適な基地局装置及び通信方法に関する。田

背景技術

OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing; 【ま、マノレチパス干渉に強い高速伝送技術として注目されている。 F H— O F DM (Frequency hopping-OFDM)は、使用する O FDMサブキャリアを時々刻々とホッビングさせる方式であり、周波数ダイバーシチ効果が得られるァクセス方式として I E E E 8 0 2. 1 6などで使用されている (例えば、 "IEEE Standard 802.16: A technical overview of the WirelessMAN Air Interface for broadband wireless 98 - 107, IEEE Communication Magazine, June, 2002参照)。

また、 F H— O FDMは、セルラー環境において他セルからの干渉を平均化する効果もあり、将来の高速無線伝送技術として注目されている。また、 FH— OFDMは、 3 G P Pにおいても導入が検討されている。

FH-O F DMでは、各基地局装置はそれぞれの F Hパタンに従って送信を行う。 FHパタンは、時刻の推移と使用周波数（サブキャリア）に関するパタンであり、各基地局装置は、それぞれ独自の FHパタンが割り当てられている。 FH (周波数ホッピング）の頻度は、シンボル毎の場合とスロット (またはフレーム）毎の場合が考えられる。ここではシンボル毎の FHを考える。 FHの効果としては、広い範囲に渡って周波数を使うため、周波数ダィバーシチ効果が得られることと、他セル干渉に対して時間的な平均化効果が得られることである。

FHを実現する方法としては、周波数インターリーブを用いる方法と、 P N系列などのランダムな系列により生成されるパタンを用いる方法が考えられている。ここでは、簡単のため後者を考える。

また、セル毎のチャネルの棲み分けを行うことを目的として、帯域をサブチャネルに分割してその単位で D C A (Dynamic Channel Allocation) を行うことが提案されている（例えば、 "Dynamic channel allocation schemes m mobile radio systems with frequency hopping "， Verdone, RJ Zanella, A.; Zuliani, L" pp. E-157 -- E-162, vol.2, Personal, Indoor and Mobile Radio Communications, 2001 12th IEEE International Symposium on, Sep /Oct 2001参照)。

以下、従来の基地局装置及び移動局装置について説明する。図 1は、従来の基地局装置の構成を示すブロック図である。

図 1において、スケジューラ部 1 1は、各移動局装置からの C Q I (Channel Quality Information) を用いて、どのユーザにデータを送信するかを決めるスケジューリングを行う。スケジューリングには、 M a X C / I法や R o u n d R o b i n法などのアルゴリズムが存在する。また、この CQ Iから使用する符号化方法 (符号化率) と変調方式を決める。符号化部 1 2は、ュ一ザデータに対しターボ符号化などの符号化を行う。また、符号化部 1 2は、必要に応じてインターリーブなどの処理も行う。

送信 HARQ部 1 3は、 HARQに必要な処理を行う。詳細は、図 2を用いて説明する。図 2は、従来の基地局装置の送信 HARQ部の構成を示すプ口ック図である。図 2に示すように、送信 HARQ部 1 3は、バッファ 2 1 とレートマッチング部 22から構成される。バッファ 2 1は、送信データのビット列を保存する。レートマッチング部 22は、 RMパラメータによって決められたレー 1、マツチングを送信データのビッ 1、列に行い、パンクチヤまたはリピテイシヨンされた送信データを変調部 14に入力する。 RMパラメータは送信回数に応じて異なる場合もある。

変調部 1 4は、送信データを Q P S Kや Q AMで変調する。制御データ処理部 1 5は、符号化部 1 6と変調部 1 7とから構成される。符号化部 1 6は、制御データを符号化する。変調部 1 7は、制御データを変調する。多重部 1 8は、変調部 1 4で処理された送信データを、同様に符号化および変調の処理をされた制御信号と多重（ここでは時間多重）する。

次に、サブキャリアマッピング部 1 9は、送信データ及び制御信号をあらかじめ決められた F Hパタンに従って、サブキャリアに割り当てる。同様に、サブキャリアマッピング部 1 9は、パイロット信号も全周波数帯域に分散するようにマツビングする。そして、サブキヤリァマツビング部 1 9は、送信データ、制御信号、及びパイロット信号をマッピングした送信信号を S Z P 変換部 2 0に出力する。

S Z P変換部 2 0は、送信信号をシリアルデータからパラレルデータに変換して I F F T部 2 1に出力する。

I F F T部 2 1は、パラレルデータに変換後の送信信号を I F F T (逆高速フ一リエ変換) する。 G I揷入部 2 2は、マルチパス耐性を強めるための

G I (Guard Interval) を送信信号に揷入する。無線処理部 2 3は、送信信号を無線送信処理後に送信する。

このとき、使用されているサブキヤリァの様子は、例えば図 3のようになる。図 3は、従来の基地局装置の信号の一例を示す図である。図 3において、縦軸は時間を示し、横軸はサブキャリアの周波数を示す。図 3に示すように、時間毎にパイ口ット信号とデータ信号を配置するサブキヤリァが異なっている。

このように、時間毎に送信信号を配置するサブキヤリアを変えた信号を移動局装置は受信する。図 4は、従来の移動局装置の構成を示すプロック図である。

図 4において、無線処理部 5 1は、まず受信信号にダウンコンバート等の無線受信処理を行い、ベースバンド信号を得る。 G I除去部 52は、揷入されている G Iを除去する。？丁部5 3は、 F FT処理を行うことにより各サブキャリアの信号を取り出す。サブキャリアデマッピング部 54は、この受信信号を F Hパタンに従ってデマッビングし、自局に宛てられた信号を取り出す。

次に、チャネル分離部 5 5は、受信信号をユーザ信号、制御信号、パイ口ットに分離する。復調部 5 6は、制御信号を復調し、復号部 57は、制御信号は復調処理後に復号処理を行う。

復調部 58は、ユーザ信号を復調する。受信HARQ部5 9は、ユーザ信号を復調後に所定量のビット（ここでは軟判定ビット）を保存する。再送の場合には、保存されている前回の受信ビットと合成する。復号部 60は、そのビット列を用いてターボ符号などの復号を行いユーザデータを得る。ここで、図示はしていないが、復調処理時にはパイロット信号を用いて計算したチャネル推定値を用いる。 ACKZNACK生成部 6 1は、復号した受信データの CRC結果などから、受信データに誤りが含まれるかどうかを判断し、 A C K信号または N A C K信号を上り回線で送信する。

また、 C I R測定部 6 2は、パイ口ット信号を用いて全サブキヤリァの平均受信 S I Rを計算する。 CQ I生成部 63は、平均受信 S I Rから CQ I を生成する。送信部 64は、 CQ Iと ACKZNACKの信号を上り回線で送信する。

しかしながら、従来の装置においては、周波数ホッピングにより使用帯域を広げることにより周波数ダイバーシチ効果が得られる反面、伝搬路状況の良い周波数を用レ、て伝送する周波数スケジユーリングの効果が得られないという問題がある。また、従来の装置では周波数ホッピングの範囲が広帯域にわたるため、チャネルリソースとして各ユーザにホッピングパタンを割り当てる際の制御情報量が膨大になってしまう。

また、受信品質の良い周波数を用いてパケットを送信する従来の周波数スケジユーリングでは、隣接セルの基地局装置でも他の移動局装置に同じ周波数を割当てた場合、干渉によってそのバケツトが受信できなくなってしまうことがある。発明の開示

本発明の目的は、ホッピングにより他セル干渉を軽減しつつ、良好な伝搬状況の周波数を用いることを可能とし、高速伝送することができ、リソース割り当ての制御情報量も削減することのできる基地局装置及び通信方法を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明では、通信周波数帯域をサブキャリアブロックに分割し、周波数スケジユーリングによりそのフレームで使用するサブキヤリアブ口ックを選択し、各ユーザ信号をその選択したプロック内で周波数ホッピングさせる。このホッピングにより他セル干渉を軽減しつつ、良好な伝搬状況の周波数を用いることが可能になる。その結果、より高速な伝送を行うことができる。

このように、本発明は、ホッピングの範囲を狭めることにより周波数スケジユーリング効果を高めるものであり、ユーザ数が多く、遅延分散の大きな環境では特に有効である。また、本発明では、帯域をサブキヤリアブロックに分割することにより周波数ホッビングのパタン数を減少させることができ、リソース割り当てのための制御情報量を減少させることができる。図面の簡単な説明

図 1は、従来の基地局装置の構成を示すブロック図である。

図 2は、従来の基地局装置の送信 H A R Q部の構成を示すプロック図である。

図 3は、従来の基地局装置の信号の一例を示す図である。

図 4は、従来の移動局装置の構成を示すプロック図である。図 5は、本発明の実施の形態 1に係る基地局装置の構成を示すプロック図である。

図 6は、本発明の実施の形態 1に係る基地局装置のサブキヤリアのマツピング例を示す図である。

図 7は、本発明の実施の形態 1に係る通信端末装置の構成を示すブロック図である。

図 8は、本発明の実施の形態 1に係る通信端末装置の C I R測定部の構成を示すブロック図である。

図 9は、本発明の実施の形態 2に係る基地局装置の構成を示すプロック図である。

図 1 0は、本発明の実施の形態 2に係る基地局装匱のサブキヤリァのマツビング例を示す図である。

図 1 1は、本発明の実施の形態 3に係る基地局装置の C I R測定部の構成を示す図である。

図 1 2は、本発明の実施の形態 4に係るフージング変動の例を示す図でめ «。

図 1 3は、本発明の実施の形態 4に係るフェージング変動の例を示す図である。

図 1 4は、本発明の実施の形態 4の概念を示す図である。

図 1 5は、本発明の実施の形態 4に係る基地局装置及び制御局装置の構成を示すプロック図である。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参照して詳細に説明する。

(実施の形態 1 )

本実施の形態では、 F H— O F D Mを用いた伝送において、使用周波数帯域をサブキヤリアブ口ックに分割して、基地局装置が周波数スケジユーリン' グによりユーザ毎にそのフレームで使用するサブキヤリアブ口ックを選択する例について説明する。各ユーザ信号はそのプロック内で周波数ホッビングする。使用周波数帯域をサブキャリアブロックに分割することにより、周波数を最適なユーザに割当てることが可能になる。またプロック内で使用サブキャリアをホッピングさせることにより、他セル干渉を軽減する。

図 5は、本発明の実施の形態 1に係る基地局装置の構成を示すプロック図である。図 5の基地局装置 100は、受信部 1 01と、スケジューラ部 1 0 2と、 MC S判定部 1 03と、符号化部 1 04— 1と、符号化部 1 04— 2 と、送信 HARQ部 1 05— 1と、送信 HARQ部 1 05— 2と、変調部 1 06— 1と、変調部 106— 2と、制御データ処理部 107と、符号化部 1

08と、変調部 1 09と、サブキヤリアブ口ック選択部 1 1 0と、 FH系列選択部 1 1 1一 1〜1 1 1 _ nと、サブキヤリアマッビング部 1 1 2と、 S / P変換部 1 1 3と、 I F F T部 1 14と、 G I揷入部 1 1 5と、無線処理部 1 16とから主に構成される。

図 5において、受信部 1 0 1は、通信相手である通信端末装置から送信された受信信号を受信し、この受信信号をベースバンド信号に周波数変換し、復号して CQ I情報を取り出す。そして、受信部 1 0 1は、 CQ I情報をスケジユーラ部 1 02と MC S判定部 1 03に出力する。

スケジューラ部 1 0 2は、各通信端末装置からの C Q I ( Channel Quality Information) を用いて、どのユーザへデータを送信するかを決めるスケジユーリングを行い、次のフレームで送信するユーザ信号を選択する。スケジユーリング方法としては、 Ma x C/ I法や R o u n d R o b

1 n法などのアルゴリズムが存在する。このとき、スケジューラ部 1 0 2は、同時にどのサブキヤリアブ口ックで送信するかも決定してサブキヤリアブ口ック選択部 1 1 0に出力する。ここでは、スケジューラ部 1 02は、最も良好な伝搬路のサブキヤリアブ口ックを選択する。

MCS判定部 1 03は選択されたユーザ信号の CQ Iから変調方式と符号化方法（符号化率）を選択し、符号化方式を符号化部 1 04— 1及び符号化部 1 04— 2に出力し、変調方式を変調部 1 06— 1及ぴ 1 06— 2に出力する。

符号化部 1 04— 1及び符号化部 1 04— 2は、 MC S判定部 1 0 3が指示する符号化方式でユーザデータをターボ符号化などにより符号化する。また、符号化部 1 04— 1及ぴ符号化部 1 04— 2は、必要に応じてインター. リーブなどの処理も行う。そして、符号化部 1 04— 1及び符号化部 1 04 一 2は、符号化したユーザデータを送信 H A RQ部 1 05— 1及び送信 HA RQ部 1 05— 2に出力する。

送信 HARQ部 10 5— 1及び送信 HARQ部 1 05— 2は、ユーザ信号を指示された符号化方法で符号化した後、 HARQバッファへのデータの保存と再送回数に応じたレートマッチング処理を行う。そして、符号化したュ一ザ信号を変調部 1 06 - 1及び変調部 1 06 - 2に出力する。

変調部 1 06— 1及び変調部 1 06— 2は、ユーザ信号を MC S判定部 1 03が指示する変調方式で変調してサブキャリアブロック選択部 1 1 0に出力する。

制御データ処理部 1 07は、符号化部 1 08と変調部 109とから構成される。符号化部 1 08は、制御データを符号化して変調部 1 09に出力する。変調部 1 0 9は制御データを変調してサブキヤリアブ口ック選択部 1 1 0に出力する。

サブキャリアブロック選択部 1 10は、スケジューラ部 102から指示されるサブキヤリアブ口ックを各ユーザ信号に割り当てる。それぞれのサブキャリアブ口ックについては、 FH系列選択部 1 1 1— 1〜 1 1 1一 nでホッビングパタンが選択される。

サブキヤリアブ口ック割当て情報や MC S情報などの制御データに対してはあらかじめ決められたサブキャリアブロックと FH系列が選択される。従つて、サブキャリアプロック選択部 1 1 0は、ユーザ信号に関しては制御データの F H系列と異なるものを選択する。

そして、サブキャリアマッピング部 1 1 2は、選択されたホッピングパタンに従って、ユーザ信号及ぴ制御データをサブキヤリアにマッピングする。このときのマッピングの例を図 6に示す。図 6は、本実施の形態の基地局装置のサブキヤリアのマツビング例を示す図である。

図 6において、横軸はサブキャリアの周波数を示し、縦軸はフレーム単位の時間を示す。図 6に示すように、信号は、サブキャリアブロック単位で周波数ホッピングされる。そして、信号をマッピングするサブキャリアプロックがフレーム毎に決定される。この信号をマッピングするサブキヤリァプロックには、伝搬路品質が所定品質以上のサブキャリアブロックがフレーム毎に選択される。また、図示はしていないがパイ口ット信号も同時にマツピングされる。

S / P変換部 1 1 3は、マッピング後の信号をシリアルデータからパラレルデータに変換して I F F T部 1 1 4に出力する。 I F F T部 1 1 4は、パラレルデータに変換後の送信信号を I F F T (逆高速フーリエ変換）する。 G I揷入部 1 1 5は、マルチパス耐性を強めるための G I (Guard Interval) を送信信号に揷入する。無線処理部 1 1 6は、送信信号を無線周波数に変換して送信する。

このように、本実施の形態の基地局装置によれば、帯域をサブキャリアブ口ックに分割して、周波数スケジューリングによりフレーム単位で使用するサブキヤリアブ口ックを選択し、各ユーザ信号はそのプロック内で周波数ホッビングする。このようなホッピングにより他セル干渉を軽減しつつ、良好な伝搬状況の周波数を用いることができ、高速で伝送することができる。また、帯域をサブキヤリアブ口ックに分割することにより周波数ホッビングのパタン数を減少させることができ、リソース割り当てのための制御情報量を減少させることができる。

次に、基地局装置 1 0 0と通信を行う通信端末装置について説明する。図 7は、本実施の形態の通信端末装置の構成を示すブロック図である。図 7の通信端末装置 2 0 0は、無線処理部 2 0 1と、 G I除去部 2 0 2と、 F F T 部 2 0 3と、サブキャリアブロック抽出部 2 0 4と、データ系列再生部 2 0 5 - 1及び 2 0 5— 2と、復調部 2 0 6— 1及び 2 0 6— 2と、復号部 2 0 7と、受信H A R Q部2 0 8と、復号部 2 0 9と、 A C K/N A C K生成部 2 1 0と、パイロット信号抽出部 2 1 1と、 C I R測定部 2 1 2と、 C Q I 生成部 2 1 3と、送信部 2 1 4とから主に構成される。

図 7において、無線処理部 2 0 1は、受信信号をベースバンド信号にダウンコンバートして G I除去部 2 0 2に出力する。 G I除去部 2 0 2は、受信信号から G Iを除去して F F T部 2 0 3に出力する。 F F T部 2 0 3は、受信信号を高速フーリエ変換により周波数領域に変換し、サブキヤリアブ口ック抽出部 2 0 4に出力する。

サブキャリアプロック抽出部 2 0 4は、受信信号をサブキャリアプロック毎に分離し、データ系列再生部 2 0 5 - 1及ぴ 2 0 5 - 2に出力する。データ系列再生部 2 0 5— 1及び 2 0 5— 2は、受信すべき各データ系列に対してホッピングされているものを元に戻す処理を行う。この処理は、それぞれ制御データに含まれるサブキヤリアブ口ック割当て情報と F H系列割当て情報を用いて行う。そして、データ系列再生部 2 0 5— 1は、処理後の受信信号 (制御データ) を復調部 2 0 6 - 1に出力する。また、データ系列再生部 2 0 5— 2は、処理後の受信信号（ユーザデータ）を復調部 2 0 6— 2に出力する。

復調部 2 0 6 - 1は受信信号を復調して復号部 2 0 7に出力する。復調部 2 0 6— 2は受信信号を復調して H A R Q部 2 0 8に出力する。

復号部 2 0 7は、復調された受信信号を復号する。そして、受信信号に含まれるサブキヤリアブ口ック割り当て情報をサブキヤリアブ口ック抽出部 2 0 4に出力し、 F H系列割当て情報をデータ系列再生部 2 0 5— 1及びデータ系列再生部 2 0 5— 2に出力する。受信 HA RQ部 208は、受信信号に対して受信 HARQを用いて再送時には前回の受信データと合成、新規データに対してはデータの保存を行い、処理後の受信信号を復号部 209に出力する。復号部 209は、 Q P S Kや 1 6 QAMの受信信号を復調および復号してユーザデータを得る。また、復号部 2 0 9は、復号したユーザデータの C R C ( Cycle Redundancy Check) 情報を ACK/NACK生成部 2 1 0に出力する。

ACKZNACK生成部 2 10は、ユーザデータが正しく受信できたか否かを示す AC K信号または NACK信号を示す信号を生成して送信部 2 14 に出力する。

ここで制御データについては、あらかじめ使用サブキャリアブロックと F H系列が決まっているため、はじめに復号し、その後でユーザデータの処理を行う。また、パイロット信号抽出部 2 1 1は、サブキヤリアブ口ック抽出部 204で抽出された各プロックに含まれるパイロッ 1、信号を抽出して C I R測定部 2 1 2に出力する。 C I R測定部 2 1 2は、サブキヤリアブ口ック毎に C I Rを測定する。受信品質として測定するのは C I Rでなくて受信電力である場合も考えられる。

C Q I生成部 2 1 3は、 C I Rから CQ I信号を生成して送信部 2 1 4に出力する。送信部 2 14は、 ACK信号または NACK信号と CQ I信号を変調、周波数変換して無線信号として送信する。

次に、 C I R測定部 2 1 2の内部構成について説明する。図 8は、本実施の形態の通信装置の C I R測定部の構成を示すブロック図である。

信号電力計算部 30 1— 1〜30 1— 3は、各サブキャリアプロックの所望の信号の電力値を計算して C I R計算部 30 3— 1〜 303— 3に出力する。

干渉電力計算部 302—： L〜302 _ 3は、各サブキャリアブロックの干渉信号の電力値を計算して C I R計算部 30 3— 1〜303— 3に出力する。

C I R計算部 303— 1〜 303— 3は、所望の信号と干渉信号の比を求めて C Q I生成部 2 1 3に出力する。

このように、本実施の形態の通信端末装置によれば、周波数ホッピングされた受信信号をサブキヤリアブ口ック単位で元の信号に復元する。このようなホッビングにより他セル干渉を軽減しつつ、良好な伝搬状況の周波数を用いることができ、高速で伝送することができる。

なお、以上の説明における送信 H A R Q部 1 0 5— 1， 1 0 5— 2と受信 H A R Q部2 0 8は、なくてもよい。また固定の M C Sで通信する場合も考えられる。 (実施の形態 2 )

図 9は、本発明の実施の形態 2に係る基地局装置の構成を示すプロック図である。但し、図 5と同一の構成となるものについては、図 5と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。

図 9の基地局装置 4 0 0は、制御データ処理部 4 0 1と、サブキャリアブ口ック選択部 4 0 2とサブキヤリアブ口ックホッピング系列生成部 4 0 3とを具備し、制御チヤネルゃ音声など低レートで連続送信するチャネルについてもサブキヤリアブ口ックをホッビングさせる点が図 5の基地局装置と異なる。制御データ処理部 4 0 1は、符号化部 4 1 1と変調部 4 1 2とから主に構成される。

図 9において、符号化部 4 1 1は、制御データ、音声データ、 Broadcast 信号、及び Multicast信号を符号化して変調部 4 1 2に出力する。変調部 4 1 2は、制御データ、音声データ、 Broadcast信号、及び Multicast信号を変調してサブキヤリアブ口ック選択部 4 0 2に出力する。

サブキヤリアブ口ック選択部 4 0 2は、スケジューラ部 1 0 2に指示されるサブキャリアブロックを各ユーザ信号に割り当てる。それぞれのサブキヤリアブ口ックについては、 F H系列選択部 1 1 1一 1〜1 1 l _ nでホッピングパタンが選択される。さらに、サブキャリアブロック選択部 4 0 2には、サプキャリアプロックホッピング系列生成部 4 0 3からサブキャリアプロックのホッピング系列が入力される。そして、サブキャリアブロック選択部 4 0 2は、変調部 4 1 2 から出力された制御データ、音声データ、 Broadcast 信号、及ぴ Multicast 信号に対して、このホッピング系列に従ってサブキャリアブロックを割り当てる。このサブキヤリアブ口ックについてもユーザ信号と同様に F H系列選択部 1 1 1— 1〜 1 1 1一 nでホッピングパタンが選択される。

サブキヤリアブロックホッピング系列生成部 4 0 3は、制御データがマツビングされるサブキヤリアブ口ックを時々刻々とホッビングさせるための系列 (パタン) を生成する。ここでは基地局毎にあらかじめ決められた系列を生成する。生成された系列に従って、現送信単位で制御データに割り当てるサブキヤリアブ口ックをサプキヤリアブ口ック選択部 4 0 2に指示する。図 1 0は、本実施の形態の基地局装置のサブキヤリァのマッピング例を示す図である。図 1 0において、横軸はサブキャリアの周波数を示し、縦軸はフレーム単位の時間を示す。

図 1 0に示すように、制御データ（さらには音声データ、 Broadcast信号、及び Multicast信号）は、サブキヤリアプロック単位で周波数ホッピングされる。そして、信号をマッピングするサブキャリアブロックがフレーム毎に決定される。

このように、本実施の形態の基地局装置によれば、制御チャネルや音声など低レー 1、で連続送信するチャネルについてもサブキヤリアブ口ックをホッビングさせるので、周波数ダイバーシチ効果が得られ、均一の安定した受信品質が得られ、音声品質が向上する。

また、低レートの信号にスケジユーリングを用いた送信を行う場合には制御信号の信号量の割合（オーバーヘッドの割合）が大きくなるため効率的でない。しかし、このようなサブキャリアブロックのホッピングを行うことにより効率の良い伝送が可能となる。また、ニュース配信などに用いる broadcast情報や multicast情報もサブキャリアブロックもホッピングさせるようにする。これにより、多くのユーザ宛に送信する情報では周波数ダイバーシチ効果により、受信品質が向上する。

(実施の形態 3)

セル境界のユーザは、隣接セルからの干渉が強い。他セルのユーザは、次にどのサブキヤリアブ口ックに割当てられるか分からないので、干渉量が予測できない。従ってセル境界のユーザについては、今の瞬間は干渉量が少なくて C I Rが高いサブキャリアブロックでも、次の瞬間には干渉量が多くなつている可能性がある。そこで、本実施の形態では、通信端末装置がフィードバックする受信品質として C I Rを測定するときには、信号電力（C) はブロック毎の測定値を用いて、干渉電力（ I ) は各プロックの干渉電力の平均値を用いる。

図 1 1は、本発明の実施の形態 3に係る基地局装置の C I R測定部の構成を示す図である。但し、図 8と同一の構成となるものについては、図 8と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。図 1 1の C I R測定部は、干渉電力平均化部 60 1と、 C I R計算部 60 2— 1〜602— 3とを具備し、干渉電力の平均値を求め、この平均値から C I Rを算出する点が図 8の C I R測定部と異なる。

信号電力計算部 30 1— 1〜 30 1— 3は、各サブキヤリアブ口ックの所望の信号の電力値を計算して C I R計算部 602—；！〜 602— 3に出力する。

干渉電力計算部 302— 1〜 302— 3は、各サブキヤリアブ口ックの干渉信号の電力値を計算して干渉電力平均化部 60 1に出力する。

干渉電力平均化部 60 1は、干渉電力計算部 302_ 1~30 2— 3で算出した干渉信号の電力の平均値を算出して C I R計算部 602— 1〜602 - 3に出力する。

C I R計算部 6 0 2— 1〜6 0 2— 3は、所望の信号と干渉信号の電力の平均値の比を求めて C Q I生成部 2 1 3に出力する。

このように、本実施の形態の通信端末装置によれば、サブキャリアプロック毎に干渉電力を測定し、複数のサブキャリアブロックの干渉電力の平均値を求め、各サブキヤリアブ口ックの所望信号の電力値と干渉電力の平均値の比を C I Rとして算出する。これにより、予測できない干渉の変化の影響を軽減し、より正確なチャネル受信品質を測定できるため、より最適なサブキャリアブロックを基地局装置で選択することが可能になりスループットが向上する。またより最適な M C Sの選択にもつながる。

(実施の形態 4 )

実施の形態 4では、セル毎にサブキヤリアブ口ックの大きさを可変にする例について説明する。

一般的に都市部ではユーザ密度が高いためセル半径の小さなセルが配置され、郊外ではセル半径が大きなセルが配置される。小セルの場合には遅延分散が小さく ( 1 μ s以下）、大セルの場合には遅延分散が大きい ( 5 μ s以上)。

図 1 2及び図 1 3は、フェージング変動の例を示す図である。図 1 2及び図 1 3において、横軸は、通信に使用する周波数を示し、縦軸はフェージング変動の大きさを示す。

図 1 2は、遅延分散が大きい場合の例である。図 1 2に示すように、遅延分散が大きな場合には周波数方向のフェージングの変化が激しいためサブキャリアブ口ックのサイズを小さくしておかないとブロック内で受信電力が変化してしまい、各ユーザの受信品質に応じた最適なサブキャリア割当てができない。また受信品質がほぼ一定であるという前提で C I Rから M C Sを判定する場合が一般的であるが、プロック内でフェージング変動が大きければ M C S選択の精度も悪くなってしまう。

図 1 3は、遅延分散が小さい場合の例である。図 1 3に示すように、遅延分散が小さい場合、周波数方向のフェージングの変化が少ないため、サブキャリアブロックを比較的大きなサイズにしても問題ない。また、サブキヤリアブ口ックを小さくしすぎると、サブキャリアプロックの受信品質の報告や、下りの割当て情報などの制御信号量が多くなってしまう。それらの兼ね合いからサブキヤリアブ口ックのサイズはセル半径に応じて最適値が存在すると考えられる。

そこで、実施の形態 4では、プロックサイズをセル毎に可変とし、セルサィズに応じた値を設定する。図 1 4は、本発明の実施の形態 4の概念を示す図である。左上のセノレ A、左下のセノレ Bは小セノレ、右上のセル Cは大セルとする。セル Aとセル Bはブロックサイズを大きくして計 4ブロック設定する。セル Cはプロックサイズを小さくして計 8プロック設定する。制御局 7 0 1 は、基地局装置 7 0 2 ， 7 0 3、及ぴ 7 0 4に対して各セルのプロックサイズを通知する。制御局 7 0 1は、報知情報として基地局装置 7 0 2 ， 7 0 3 、及び 7 0 4に通知する。各セルでは通知された各プ口ックサイズで実施の形態 1から 3の処理が行われる。

ここで、制御信号量を比較してみる。上り回線では、通信端末装置が測定する各サブキヤリアブ口ックの C Q I (例えば 6ビット) がある。セル A、 Bでは 4ブロック分なので 2 4ビットで良いが、セル Cでは 4 8ビット必要になる。

下り回線では、どのサブキャリアブロックを使用するかの情報がある。セル A， Bでは 4ブロック分なので 4ビットでよいが、セル Cでは 8ブロック分なので 8ビット必要になる。（複数のサブキヤリアブ口ックを割当てることが可能なシステムの場合。）

さらに、各サブキャリアブロックの M C S (例えば 6ビット）を送る必要がある。セル A、 Bでは 4 X 6 = 2 4ビットでよいが、セル Cでは 8 X 6 = 4 8ビット必要になる。セル Cでは制御情報量が増えるが、その分周波数方向のフェージング変動に応じた高精度な制御が可能になる。

次に、本実施の形態の基地局装置の内部構成について説明する。図 1 5は、本実施の形態の基地局装置及び制御局装置の構成を示すプロック図である。伹し、図 5と同一の構成となるものについては、図 5と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。

図 1 5の基地局装置 8 0 0は、受信部 8 0 1と、遅延分散計算部 8 0 2と、プロックサイズ情報受信部 8 0 3とを具備し、伝搬路の遅延分散の大きい場合は小さなプロックにし、遅延分散の小さい場合は大きなプロックにする点が図 5の基地局装置と異なる。また図 1 5の制御局装置 8 5 0は、遅延情報受信部 8 5 1と、ブロックサイズ決定部 8 5 2と、送信部 8 5 3とから主に構成される。

受信部 8 0 1は、通信相手である通信端末装置から送信された信号を受信し、この受信信号をベースバンド信号に周波数変換し、復号して C Q I情報を取り出す。そして、受信部 8 0 1は、 C Q I情報をスケジューラ部 8 0 4 と M C S判定部 1 0 3に出力する。また、受信部 8 0 1は、受信信号を遅延分散計算部 8 0 2にも出力する。

遅延分散計算部 8 0 2は、受信信号から伝搬路の遅延分散の大きさを計算して遅延情報受信部 8 5 1に出力する。

遅延情報受信部 8 5 1は、基地局装置 8 0 0から出力された遅延分散の情報を受信してブロックサイズ決定部 8 5 2に出力する。なお、受信する遅延分散の情報は図 1 4に示すように複数の基地局装置から出力された遅延分散の情報である。

ブロックサイズ決定部 8 5 2は、複数の基地局から出力された遅延分散の情報に基づき伝搬路の遅延分散の大きなセルは小さなブロックにし、遅延分散の小さなセルは大きなブロックにする。ここで、小さなプロックは、サブキャリアの数が少ないサブキャリアブロックを示し、大きなブロックは、サプキヤリァの数が多いサブキヤリアブ口ックを示す。

送信部 8 5 3は、ブロックサイズ決定部 8 5 2で決定されたプロックサイズの情報を各基地局装置のブロックサイズ情報受信部 8 0 3に出力する。ブロックサイズ情報受信部 8 0 3は、受信したプロックサイズの情報をスケジユーラ部 8 0 4とサブキヤリアブロック選択部 8 0 5に出力する。

スケジューラ部 8 0 4は、各通信端末装置からの C Q I ( Channel Quality Information) を用いて、どのユーザへデータを送信するかを決めるスケジユーリングを行い、次のフレームで送信するユーザ信号を選択する。スケジユーリング方法としては、 M a x C / I法や R o u n d R o b i n法などのアルゴリズムが存在する。このとき、スケジューラ部 8 0 4はブロックサイズ決定部 8 5 2が決定したプロックサイズのサブキヤリアプロックのうち、どのサプキヤリアブ口ックで送信するかも決定してサブキヤリアブ口ック選択部 8 0 5に出力する。ここでは、スケジューラ部 8 0 4は、最も良好な伝搬路のサブキヤリアブ口ックを選択する。

サブキャリアプロック選択部 8 0 5は、ブロックサイズ決定部 8 5 2が決定したプロックサイズのサブキヤリアブ口ックのうちスケジューラ部 8 0 4 から指示されるサブキヤリアブ口ックを各ユーザ信号に対して選択する。また、それぞれのサブキヤリアブロックについて F H系列選択部 1 1 1— 1 〜 1 1 1一 nでホッピングパタンが選択される。

このように本実施の形態の制御局装置及び基地局装置によれば、伝搬路の遅延分散の大きなセルは小さなプロックにし、遅延分散の小さなセルは大きなプロックにすることにより、御信号量を削減することができる。

なお、実施の形態の制御局装置及び基地局装置は、 F H— O F D M方式のみならず、他のマルチキャリア通信方式にも適用できる。また、制御局装置と基地局装置を一体化し、一つの基地局装置の遅延分散よりブロックサイズを決定することもできる。なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態では、基地局装置として行う場合について説明しているが、これに限られるものではなく、この通信方法をソフトウエアとして行うことも可能である。

例えば、上記通信方法を実行するプログラムを予め R O M (Read Only Memory) に格納しておき、そのプログラムを C P U (Central Processor Unit) によって動作させるようにしても良い。

また、上記通信方法を実行するプログラムをコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に格納し、記憶媒体に格納されたプログラムをコンピュータの R AM (Random Access Memory) に記録して、コンピュータをそのプログラムにしたがって動作させるようにしても良い。このように、本発明によれば、帯域をサブキヤリアブ口ックに分割して、周波数スケジユーリングによりフレーム単位で使用するサブキヤリアブ口ックを選択し、各ユーザ信号をそのブロック内で周波数ホッビングさせることにより、ホッピングにより他セル干渉を軽減しつつ、良好な伝搬状況の周波数を用いることができ、高速で伝送することができる。また、帯域を分割しているため、周波数ホッピングのパタン数を少なくでき、各ユーザへのリソース割り当ての制御情報量を減少させることができる。

また、サブキャリアプロックもホッピングさせることにより、周波数ダイバーシチ効果が得られ、制御チヤネルや音声など低レートで均一の品質が求められるチャネルについて均一の安定した受信品質が得られ、安定した通信が可能となる。

また、周波数ホッピングされた受信信号をサブキヤリアブ口ック単位で元の信号に復元することにより、ホッピングにより他セル干渉を軽減しつつ、良好な伝搬状況の周波数を用いることができ、高速で伝送することができる。また、サブキャリアブロック毎に干渉電力を測定し、複数のサブキャリアプロックの干渉電力の平均値を求め、各サブキヤリアブ口ックの所望信号の電力値と干渉電力の平均値の比を C I として算出することにより、予測できない干渉の変化の影響を軽減し、より正確なチャネル受信品質を測定できるため、より最適なサブキヤリアブ口ックを基地局装置で選択することが可能になりスループットが向上する。またより最適な MC Sの選択にもつながる。

以上説明したように、本発明によれば、他セル干渉を軽減しつつ、良好な伝搬状況の周波数を用いて高速伝送ができる。本明細書は、 200 3年 4月 4日出願の特願 2003— 1020 1 8に基づくものである。この内容はすべてここに含めておく。

Claims

請求の範囲

1 . マルチキヤリァ通信の帯域を複数に分割したサブキヤリアブ口ック毎の通信品質に基づいて、送信データを各通信端末装置に送信するためのスケジユールを決定するスケジューラ一と、

通信端末装置毎に通信品質が所定品質以上のサブキヤリアブ口ックに送信データを配置するサブキヤリアプロック選択部と、

送信データを所定の時間単位で周波数ホッピングさせてサブキヤリアブ口ック内のサブキャリアに配置する周波数ホッピング部と、

サブキヤリァに配置した送信データを送信する送信部と、

を具備する基地局装置。

2 . 前記サブキヤリアブ口ック選択部は、所定の時間単位でサブキヤリアブ口ックをホッピングさせる、

請求項 1に記載の基地局装置。

3 . マルチキヤリァ通信の帯域を複数に分割したサブキヤリアブ口ック毎に受信信号を分離するサブキャ Vアブ口ック抽出部と、

サブキヤリアブ口 Vク内でホッピングされた受信信号を再生する再生部と、受信信号の C I Rを測定する C I R測定部と、

前記 C I Rに基づいて要求する伝送レートを示す C Q Iを生成する C Q I 生成部と、

前記 C Q Iを送信する送信部と、

を具備する通信端末装置。

4 . 前記 C I R測定部は、

サブキヤリアブ口ック単位で受信信号から所望信号の電力を算出する信号電力計算部と、

サブキヤリアブ口ック単位で受信信号から干渉信号の電力を算出する干渉電力計算部と、

複数のサブキヤリァプロックでの干渉信号の電力の平均値を算出する平均化部と、

サブキヤリァプロック単位で前記所望信号の電力と前記干渉信号の電力の平均値から C I Rを算出する C I R計算部と、

を具備する請求項 3に記載の通信端末装置。

5 . 基地局において、複数の通信端末装置から送信された C Q Iに基づいて送信データを各通信端末装置に送信するスケジュールを決定し、マルチキヤリァ通信の帯域を複数に分割したサブキヤリアブ口ック単位で通信端末装置毎に通信品質を算出し、通信端末装置毎に通信品質が所定品質以上のサブキャリアブ口ックに送信データを配置し、送信データを所定の時間単位で周波数ホッピングさせてサブキャリアブロック内のサブキャリアに配置し、サプキャリアに配置した送信データを送信し、

通信端末装置において、マルチキヤリァ通信の帯域を複数に分割したサプキャリアプロック毎に受信信号を分離し、サブキヤリアプロック内でホッピングされた受信信号を再生し、受信信号の C I Rを測定し、前記 C I Rに基づいて要求する伝送レートを示す C Q Iを生成し、前記 C Q Iを送信する、無線通信方法。