WO2007007380A1

WO2007007380A1 - 無線リソース割り当て方法、通信装置

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Publication number: WO2007007380A1
Application number: PCT/JP2005/012643
Authority: WO
Inventors: Hiroshi Fujita; Yoshiharu Tajima
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2005-07-08
Filing date: 2005-07-08
Publication date: 2007-01-18
Anticipated expiration: 2008-01-08
Also published as: EP1903705B1; US20080123593A1; KR20080019687A; EP1903705A1; US20130301572A1; US8514788B2; EP1903705A4; CN101218770B; US9220098B2; KR100963551B1; CN101218770A; JP4382129B2; JPWO2007007380A1

Abstract

　周波数、時間等の単位スロットの無線リソースを管理するリソース空間６１における複数のリソースの組み合わせと、割り当て開始位置を、リソース割り当てパターン５３およびパターン先頭座標５２として、パターン識別番号５１で識別可能な状態で割り当てパターン定義テーブル５０に定義して基地局および移動局に設定する。移動局からのリソース割り当て要求に対して、基地局からパターン識別番号５１と、リソース空間６１内におけるパターン先頭座標５２の割り当て開始座標の情報を応答し、移動局では基地局から受信したパターン識別番号５１を用いて割り当てパターン定義テーブル５０を検索してリソース割り当てパターン５３を決定し、さらに割り当て開始座標に基づいてリソース空間６１内のパターン位置を特定してリソースの組み合わせを決定して使用する。

Description

明細書

無線リソース割り当て方法、通信装置

技術分野

[0001] 本発明は、無線リソース割り当て技術、無線通信技術に関し、特に、複数種の無線リソースの組を予約して用いることで無線通信を行う無線通信システム等に適用して有効な技術に関する。

背景技術

[0002] 移動端末を使ったインターネット接続が普及し、より高速な通信が望まれている。移動端末は無線リソースを利用して基地局に接続し、基地局からは有線によって他の基地局、または、インターネットなどの外部ネットワークに接続し、最終的に通信相手までの経路が確立される。また限られた無線リソースで複数の移動端末が 1つの基地局に接続することを可能にするために、時分割多元接続 (TDMA :Time Division

Multiple Access)、周波数分割多元接続（FDMA: Frequency Division Multiple Access)、符号分割多元接続（CDMA : Code Division Multiple Access)などの多元接続方式が用いられて、る。

[0003] TDMAでは同一の周波数帯域で、短く分割した時間スロットをユーザに割り振りュ一ザ多重している。 FDMAでは周波数帯域を細力べ区切り、ユーザ毎に周波数帯域を割り当てている。 CDMAでは同一時間、同一周波数帯において、直交する符号をユーザ毎に割り当ててユーザ多重を行っている。基地局で使用できるリソースは限られているので、移動端末に固定させることはできない。従って、通信するときに空いて V、るリソースを移動端末に割り当てる方法をとる。そのためリソースの割り当てや解放を効率的に行う制御が求められる。

[0004] 無線リソースの効率的な割り当て、解放はスケジューリングによって行われる。スケジユーリングとは例えば受信品質の大きいチャネルのユーザ力優先的にパケットを割り当てることなど、処理の優先順位を決定することである。

[0005] 代表的なスケジューリング方法として、例えば非特許文献 1に開示されて、るような、 Max CIR方式や PF (Proportional Fairness)方式が知られている。 [0006] また、高速通信に適した伝送方法として、伝送情報を複数のデータとして並列に変換し、この並列なデータをそれぞれ伝送帯域内の複数の周波数の異なるキャリアに対して変調して並列伝送するマルチキャリア伝送がある。マルチキャリア伝送はデータを並列伝送するので高速伝送が可能となる。その場合にマルチキャリア変調によるシンボル長は元のシンボル長より並列化した分長くなるので、無線通信における反射波の遅延によるマルチパスの影響を低減することができる。また、周波数領域では 1 キャリアあたりの帯域幅が狭くなるので、周波数選択性フェージングに対しても強くなる。このようなマルチキャリア伝送方式の 1つとして例えば、直交するキャリアを用いる直交周波数分割多元（OFDM : Orthogonal Frequency Division Multiple) 方式がある。 OFDM方式と TDMAまたは CDMA方式を併用すると、周波数方向の並列伝送に加え、時間領域または符号領域のユーザ多重が行え、無線リソースを効率的に使用することができる。

[0007] 無線通信において、通信を行う前にリソースを予約し、予約結果を通知してもらってからデータ送信を開始するアクセス方式の場合、予約できるリソース量が複数あると、割り当てたリソースを通知する制御情報の量が大きくなる。

[0008] 例えば上り送信において、移動端末がリソース予約信号を基地局へ送り、基地局でリソース割り当てを行、、割り当て結果を下りチャネルで移動端末に通知するシステムの場合、無線リソースの有効利用のため、下り方向のデータ送信と割り当て結果が入った制御情報の送信を同じチャネルで行うこともできる。そのような場合、一定のリソースを制御情報と下りデータで共用することになるので、制御情報量が多いと、一緒に送信できる下りデータ量が少なくなり、下りスループットが低下してしまう問題がある。

[0009] 特許文献 1は周波数、時間、符号の 3次元リソースを使ってスケジューリングを行う方式であるが、通知情報として先頭スロットと割り当て空間範囲情報を通知している。空間範囲情報とは、単位周波数帯域、単位時間スロット、単位符号で囲まれた直方体を示しており、直方体以外の形での割り当てを行う場合は、複数の直方体を組み合わせて割り当てている。しかし、組み合わせられる直方体の数に比例して通知情報量が大きくなるので、空間範囲情報の形状が複雑になると、制御情報を運ぶためのリソースが多く消費され、下りスループットが低下する問題がある。また、スループットが低いと送信される情報量が少なくなるため、情報の送信に遅延が生じるおそれがあり、今後の普及が期待されるパケットによる音声通信 (VoIP : Voice over IP)など、遅延に対する要求が厳しいリアルタイムサービスでは許容遅延を満足できなくなる可能性がある。

非特許文献 l :A.Jalali, R.Padovani, R.Pankaj, "Data Throughput of CDMA- HDR a High Efficiency-High Data Rate Personal Communication Wireless System", VTC20 00 Spring, May 2000.

特許文献 1：特開 2005 - 117579号公報

発明の開示

[0010] 本発明の目的は、無線リソースの予約および割り当てを行って情報通信を実行する無線通信にお、て、無線リソースの割り当て結果の通知に要する情報量を削減することが可能な技術を提供することにある。

[0011] 本発明の他の目的は、無線リソースの予約および割り当てを行って情報通信を実行する無線通信にお、て、無線リソースの割り当て結果の通知に要する情報量の増大に起因する通信情報の伝送遅延を防止することが可能な技術を提供することにある。

[0012] 本発明の第 1の観点は、割り当てられた無線リソースを用いて第 1無線通信装置と第 2無線通信装置とが無線通信を行う無線通信システムにおける無線リソース割り当て方法であって、

あら力じめ準備された複数のリソース割り当てパターンの中から、リソース管理空間内で割り当て可能な前記無線リソースの組み合わせを特定する前記リソース割り当てノターンを選択し、選択された前記リソース割り当てパターンを識別するパターン識別情報、および前記リソース割り当てパターンの前記リソース管理空間内の開始位置情報を前記第 2無線通信装置に通知する無線リソース割り当て方法を提供する。

[0013] 本発明の第 2の観点は、第 1の観点記載の無線リソース割り当て方法において、前記無線リソースが管理されるリソース管理空間内における前記無線リソースの異なる組み合わせを指定する複数のリソース割り当てパターンを準備するステップと、複数の前記リソース割り当てパターンの中から、前記リソース管理空間内で利用可能な前記無線リソースの組み合わせに該当する前記リソース割り当てパターンを選択するステップと、

選択された前記リソース割り当てパターンを識別するパターン識別情報、および当該リソース割り当てパターンの前記リソース管理空間内における開始位置情報を前記第 2無線通信装置に通知するステップと、

を実行する無線リソース割り当て方法を提供する。

[0014] 本発明の第 3の観点は、第 1の観点記載の無線リソース割り当て方法において、前記第 2無線通信装置では、

複数の前記リソース割り当てパターンを準備するステップと、

通知された前記パターン識別情報および前記開始位置情報に基づいて、使用する前記無線リソースを選択するステップと、

選択した前記無線リソースを用いて前記第 1無線通信装置との間で無線通信を行うステップと、

実行する無線リソース割り当て方法を提供する。

[0015] 本発明の第 4の観点は、第 1の観点記載の無線リソース割り当て方法において、前記無線リソースは、周波数、符号、時間のうちの 1つまたは複数の組み合わせからなる無線リソース割り当て方法を提供する。

[0016] 本発明の第 5の観点は、第 1の観点記載の無線リソース割り当て方法において、符号、周波数、時間のいずれか複数を前記無線リソースとして使用するとき、前記リソース管理空間における周波数軸方向または時間軸方向または符号軸方向のいずれかにおいて隣り合うリソースのみの組み合わせに対応する複数の前記リソース割り当てパターンを準備する無線リソース割り当て方法を提供する。

[0017] 本発明の第 6の観点は、第 1の観点記載の無線リソース割り当て方法において、前記リソース割り当てパターンを選択する際に、前記無線リソースの組み合わせから予想される送信完了時刻が最も早いものを選ぶ無線リソース割り当て方法を提供する。

[0018] 本発明の第 7の観点は、第 1の観点記載の無線リソース割り当て方法において、前記リソース割り当てパターンを選択する際に、前記無線リソースの組み合わせから予想される送信完了時刻が、前記第 2無線通信装置が要求する許容遅延を超えな V、ものを選択する無線リソース割り当て方法を提供する。

[0019] 本発明の第 8の観点は、無線リソースが管理されるリソース管理空間内における前記無線リソースの異なる組み合わせを指定する複数のリソース割り当てパターン保持する記憶手段と、

前記無線リソースの割り当て要求情報を検出する要求情報検出手段と、前記割り当て要求情報に応じて、割り当て可能な前記無線リソースの組み合わせに対応した前記リソース割り当てパターンを検索するリソースパターン検索割り当て手段と、

選択された前記リソース割り当てパターンを示すパターン識別情報、および前記リソース割り当てパターンの前記リソース管理空間内における開始位置情報を通知する割り当て情報通知手段と、

を含む通信装置を提供する。

[0020] 本発明の第 9の観点は、第 8の観点記載の通信装置において、

前記無線リソースは、周波数、符号、時間のうちの 1つまたは複数の組み合わせからなる通信装置を提供する。

[0021] 本発明の第 10の観点は、第 8の観点記載の通信装置において、

符号、周波数、時間のいずれか複数を前記無線リソースとして使用するとき、前記リソース管理空間における周波数軸方向または時間軸方向または符号軸方向のいずれかにおいて隣り合うリソースのみの組み合わせに対応する複数の前記リソース割り当てパターンが前記記憶手段に設定される通信装置を提供する。

[0022] 本発明の第 11の観点は、第 8の観点記載の通信装置において、

前記リソースパターン検索割り当て手段では、前記無線リソースの組み合わせから予想される送信完了時刻が最も早い前記リソース割り当てパターンを選択する通信装置を提供する。

[0023] 本発明の第 12の観点は、第 8の観点記載の通信装置において、

前記リソースパターン検索割り当て手段では、前記無線リソースの組み合わせから予想される送信完了時刻が、要求された許容遅延を超えない前記リソース割り当てパターンを選択する通信装置を提供する。

[0024] 本発明の第 13の観点は、複数のリソース割り当てパターンを保持する記憶手段と、無線リソースの割り当て要求情報を通知する要求情報通知手段と、

通知された前記リソース割り当てパターンを特定するパターン識別情報、および前記リソース割り当てパターンの開始位置情報を検出する割り当て情報検出手段と、前記パターン識別情報に基づ！/、て前記記憶手段から得られた前記リソース割り当てパターン、および前記開始位置情報に基づ!、て使用無線リソースを決定する割り当てリソース判定手段と、

前記使用無線リソースを用いて情報通信を行う送信手段と、

を含む通信装置を提供する。

[0025] 本発明の第 14の観点は、第 13の観点記載の通信装置において、

前記要求情報通知手段は、前記割り当て要求情報の中に、許容遅延時間、伝送速度、回線状況情報の少なくとも一つを設定する通信装置を提供する。

[0026] 上記した本発明によれば、以下の (i)から (vi)に述べる効果または利点が得られる

(i)割り当てる無線リソースのパターンをあら力じめ決めておくことで、パターンの数に応じた柔軟なリソース割り当てができ、割り当てた無線リソース情報を通知する際に最低限の情報量で通知することができるので制御情報の削減ができ、無線リソースの効率的利用ができる。

[0027] (ii)無線リソースを要求する際に、許容できる遅延にっ、ての情報も一緒に通知することで、遅延を考慮した割り当てを行うことができ、許容遅延を満たすことができる。

(iii)無線リソースとして時間、周波数、符号のうち 1つまたは複数のリソースを使い割り当てパターンを定義しておくことで、柔軟なリソース割り当てができるとともに、割り当てリソースを通知するための制御情報量を削減できるので、無線リソースの効率的な利用ができる。

[0028] (iv)時間と周波数と符号のいずれか複数をリソースとして使用するとき、時間方向または周波数方向または符号方向のいずれかのリソース種類において隣り合うブロックのみを使用した割り当てパターンだけを定義しておくことで、割り当てリソースのパタ一ン数を削減し、制御情報の量を減らすことができる。

[0029] (V)リソース割り当てパターンを選択する際に、送信完了時刻が最も早いパターンを選ぶと、遅延が短くなる。

(vi)リソース割り当てパターンを選択する際に、送信完了時刻が許容遅延を超えな V、パターンを選択することで、許容遅延を満たすことができる。

図面の簡単な説明

[0030] [図 1]本発明の一実施の形態である無線通信装置を含む無線通信システムの構成の一例を示す概念図である。

[図 2]本発明の一実施の形態において基地局を構成する無線通信装置の構成の一例を示すブロック図である。

[図 3]本発明の一実施の形態において移動局を構成する無線通信装置の構成の一例を示すブロック図である。

[図 4]本発明の一実施の形態において移動局を構成する無線通信装置の一部をより詳細に例示したブロック図である。

[図 5]2次元リソースにおける割り当てパターン定義の例を示す概念図である。

[図 6]2次元リソースにおけるリソース割り当て結果とリソース割り当て情報の例を示す説明図である。

[図 7]本発明の一実施の形態であるリソース割当方法で用いられる割り当て要求情報の構成の一例を示す概念図である。

[図 8]割り当て通知情報のフォーマット例を示す概念図である。

[図 9]本発明の一実施の形態において、割り当て要求情報および割り当て通知情報の伝送方法の一例を示す概念図である。

[図 10]本発明の一実施の形態において、割り当て要求情報および割り当て通知情報の伝送方法の一例を示す概念図である。

[図 11]基地局におけるリソースの割り当て方法の一例を示すフローチャートである。

[図 12]本発明の一実施の形態であるリソース割当方法における移動局の動作の一例を示すフローチャートである。 [図 13]基地局側におけるリソース割当方法の変形例を示すフローチヤ一

[図 14]時間、周波数、符号のいずれか一つをリソースとして割り当てる場合における割り当てパターン定義テーブルおよびリソースメモリ（リソース空間）の構成例を示す概念図である。

[図 15]時間と周波数をリソースとして使用する場合における割り当てパターン定義テ一ブルおよびリソースメモリ（リソース空間）の構成例を示す概念図である。

[図 16]時間、周波数、符号をリソースとして使用する場合における割り当てパターン定義テーブルおよびリソースメモリ（リソース空間）の構成例を示す概念図である。

[図 17]時間、周波数、符号の各々のスロットを単独で複数個割り当てる場合における割り当てパターン定義テーブルおよびリソースメモリ（リソース空間）の構成例を示す概念図である。

[図 18]周波数および時間の二つをリソースとして指定する場合において隣り合うリソースのみを指定するように構成された割り当てパターン定義テーブルを示す概念図である。

[図 19]周波数方向、または時間方向、または符号方向に隣り合うリソースのみを指定する場合の割り当てパターン定義テーブルの概念図である。

[図 20]送信完了時刻を有線した場合のリソース割当方法の一例を示すフローチヤ一トである。

[図 21]要求された許容遅延を満たし、かつ送信完了時刻が最も早いリソースの組み合わせを割り当てるリソース割当方法の一例を示すフローチャートである。

[図 22]本発明の一実施の形態であるリソース割当方法の変形例を示すフローチヤ一トである。

発明を実施するための最良の形態

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。図 1は、本発明の一実施の形態である無線通信装置を含む無線通信システムの構成の一例を示す概念図であり、図 2は、本実施の形態おいて基地局を構成する無線通信装置の構成の一例を示すブロック図、図 3は、本実施の形態において移動局を構成する無線通信装置の構成の一例を示すブロック図、図 4は、本実施の形態の移動局の一部をより詳細に例示するブロック図である。

[0032] 本実施の形態の無線通信システムは、複数の基地局 30と、この基地局 30の各々との間で無線通信を行う複数の移動局 40を含んでいる。複数の基地局 30は、上位ネットワーク 10に接続され、この上位ネットワーク 10を介して個々の基地局 30 (すなわち複数の基地局 30の配下の複数の移動局 40)の間における情報通信が行われる。

[0033] また、上位ネットワーク 10は、たとえば、公衆通信網等の外部ネットワーク 20に接続されており、個々の移動局 40は、外部ネットワーク 20との間における情報通信が可會こなっている。

[0034] 図 2に例示されるように、本実施の形態の基地局 30は、制御部 31、入出力インタフース 32、送信部 33、変調部 34、増幅部 35、復調部 36、受信部 37、送信アンテナ Tx、受信アンテナ Rxおよびリソース割り当て部 38、を含んでいる。

[0035] 受信処理では、受信アンテナ Rxに受信された受信信号が復調部 36で復号処理後に受信部 37に渡される。受信部 37では受信信号の復号処理を行い制御データと情報データを分離し、制御データは制御部 31に渡され、情報データは入出力インタフエース 32を経由して、上位ネットワーク 10に出力される。

[0036] 送信処理では、入出力インタフェース 32を経由して送信したい情報が入力され、送信部 33へ渡される。送信部 33で、制御データ生成、符号化、インターリーブ、制御タイミング生成を行う。送信部 33の出力は、変調部 34で変調され増幅部 35を経由して送信アンテナ Tx力も送信される。なお、変調方式は限定されない。また、増幅部 35 は必須ではな、。制御部 31は全体の制御を行う。

[0037] リソース割り当て部 38は、要求情報検出部 38a、リソースパターン検索割り当て部 3 8b、割り当て情報通知部 38cおよび記憶装置 38dを含んでいる。

記憶装置 38dには、後述の割り当てパターン定義テーブル 50およびリソースメモリ 60が格納されている。

[0038] 図 5は、割り当てパターン定義テーブル 50およびリソースメモリ 60の構成の一例を示す概念図である。

リソースメモリ 60には、たとえば、時間（タイムスロット）と周波数 (周波数帯）、の組み合わせ力もなる複数のリソース 60aが定義されて、る。 [0039] すなわち、リソースメモリ 60内においてリソース 60aは、時間方向の第 1座標軸 61a と、周波数方向の第 2座標軸 61bからなるリソース空間 61で管理されている。リソースメモリ 60内の a〜iは、リソース空間 61内での個々のリソース 60aの位置を示している。個々のリソース 60aは、たとえばビットマップで割り当て済みか否かが管理され、割り当ての進行に従って利用可能な空き領域が虫食い状態に変化する。

[0040] 図 6は、リソースメモリ 60におけるリソース 60aの割り当て例を示している。この図 6の例では、（t3, f2)、 (t3, f3)、 (t4, f 2)の 3個のリソース 60aの組を割り当てる場合が示されている。この 3個のリソース 60aの位置関係はリソース空間 61では（a, b, d)の位置関係になる。本実施の形態では、このようなリソース空間 61内における複数のリソースの相対的な位置関係をリソース割り当てパターン 53として割り当てパターン定義テーブル 50に記憶しておく。個々のリソース割り当てパターン 53は、パターン識別番号 51で識別される。

[0041] すなわち、割り当てパターン定義テーブル 50には、予め用意された複数のリソース割り当てパターン 53の各々毎に、パターン識別番号 51およびパターン先頭座標 52 が対応付けられて格納されている。ノターン先頭座標 52は、リソース割り当てパターン 53でリソース空間 61内を検索する場合に、リソース空間 61内における割り当て開始座標 62に対応するパターン先頭位置を示す定義情報である。図 6の例では、割り当て開始座標 62は、リソース割り当てパターン 53 (a, b, d)のパターン先頭座標 52 の" a"に対応した (t3, f 2)の位置になる。

[0042] 従って、リソース割り当てパターン 53にて、リソース空間 61内における複数のリソースの相対的な位置関係を特定し、この位置関係を有するひと組のリソースのリソース空間 61内における絶対的な位置を割り当て開始座標 62にて特定することができる。

[0043] そして、リソースパターン検索割り当て部 38bでは、図 7に例示されるような構成の割り当て要求情報 80を満たすリソース 60aの組み合わせに該当するリソース割り当てパターン 53を検索し、さらに、このリソース割り当てパターン 53に配列状態が合致する空きのリソース 60aをリソース空間 61内で検索し、その配列の開始位置（パターン先頭座標 52)に対応するリソース空間 61内における割り当て開始座標 62を検出して、制御データとして送信部 33を経由して移動局 40に通知する。 [0044] 図 8は、基地局 30から移動局 40にリソース 60aの割り当て結果を通知するための制御データ (割り当て通知情報 70)のフォーマットの一例である。割り当て通知情報 7 0は、割り当てパターン識別番号 71および割り当て開始座標 72を含んで、る。

[0045] 割り当てパターン識別番号 71には、上述の検索結果のリソース割り当てパターン 5 3に対応するパターン識別番号 51が設定される。割り当て開始座標 72には、当該リソース割り当てパターン 53のリソース空間 61内におけるパターン先頭座標 52に対応する割り当て開始座標 62が設定される。

[0046] すなわち、要求情報検出部 38aは、受信部 37で受信した情報から、上述の図 7に例示されるような、リソース割り当てに関する割り当て要求情報 80を検出する。この割り当て要求情報 80は、たとえば要求リソース量 81、許容遅延時間 82、伝送速度 83 および SIR (Signal to Interference Ratio)情報 84等の情報の少なくとも一つを含むことがでさる。

[0047] 次にリソースパターン検索割り当て部 38bで、記憶装置 38dに格納された割り当てパターン定義テーブル 50の中にあら力じめ定義されたリソース割り当てパターン 53 の中から割り当て要求情報 80を満たすリソース割り当てパターン 53を検索して、割り当て可能力判定し、割り当て可能なリソース割り当てパターン 53を 1つ選択する。最後に割り当て情報通知部 38cで、割り当て通知情報 70に、選択されたリソース割り当てパターン 53を示す割り当てパターン識別番号 71 (パターン識別番号 51)と、割り当て開始座標 72 (リソース空間 61における割り当て開始座標 62)を設定して送信部 33 に送り、変調部 34、増幅部 35および送信アンテナ Txを介して移動局 40に応答する

[0048] 図 3に例示されるように、本実施の形態の移動局 40は、制御部 41、入出力インタフース 42、送信部 43、変調部 44、増幅部 45、復調部 46、受信部 47、要求情報通知部 48および割り当てリソース判定部 49を備えて、る。

[0049] 受信処理では、受信アンテナ Rxに到来する受信信号を復調部 46で復号処理した後に受信部 47に渡す。受信部 47では復号処理を行、制御データと情報データを分離し、制御データは制御部 41に渡され、情報データは入出力インタフェース 42を経由して、移動局 40の内部の情報処理部、音声および映像等のユーザインタフェースに出力される。

[0050] 送信処理では、逆に、移動局 40の内部の情報処理部、音声および映像等のユーザインタフエースから、入出力インタフェース 42を経由して送信したい情報が入力され、送信部 43へ渡される。送信部 43で、制御データ生成、符号化、インターリーブ、制御タイミング生成を行う。送信部 43の出力は、変調部 44で変調され増幅部 45を経由して送信アンテナ Tx力も送信される。なお、変調方式は限定されない。また、増幅部 45は必須ではな、。制御部 41は全体の制御を行う。

[0051] 本実施の形態の場合、割り当てリソース判定部 49は、割り当て情報検出部 49a、記憶装置 49bを含んでいる。記憶装置 49bには、上述の基地局 30側の割り当てパターン定義テーブル 50及びリソース空間 61と共通な割り当てパターン定義テーブル 50 およびリソース空間 61の定義情報が格納されている。

[0052] 割り当て情報検出部 49aは、基地局 30の側力も通知された割り当て通知情報 70から、割り当てパターン識別番号 71に対応するリソース割り当てパターン 53と、割り当て開始座標 72に対応するリソース空間 61の割り当て開始座標 62を検出する機能と、検出されたリソース割り当てパターン 53および割り当て開始座標 62の情報から、上述の図 6の方法にて、送信部 43で使用する無線リソース 49cを決定して、当該送信部 43に設定する機能を備えて、る。

[0053] また、図 4に例示されるように、要求情報通知部 48は要求情報作成部 48aを備えている。この要求情報作成部 48aは、入出力インタフェース 42から制御部 41を介して入力される要求リソース量 81、許容遅延時間 82、伝送速度 83、 SIR情報 84等の情報力も割り当て要求情報 80を生成して送信部 43に送る機能を備えている。

[0054] 移動局 40から伝送すべきデータが発生したときは、まず、要求情報通知部 48から情報伝送に必要な割り当て要求情報 80 (たとえば要求リソース量 81を含む)を、送信部 43を通して基地局 30へ通知する。基地局 30からリソース割り当ての結果である割り当て通知情報 70が送られてくると受信部 47で受信し、割り当てリソース判定部 49 に割り当て通知情報 70が送られる。

[0055] 割り当てリソース判定部 49は、受信部 47で分離した制御データ (割り当て通知情報 70)から、リソース割り当てパターン 53を示す割り当てパターン識別番号 71と、リソース空間 61の割り当て開始座標 62を示す割り当て開始座標 72を割り当て情報検出部 49aで検出し、記憶装置 49bに格納された割り当てパターン定義テーブル 50を参照して、基地局 30から割り当てられた使用可能なリソース 60aを決定し、送信部 43に送る。送信部 43では、指定されたリソース 60aを使用して情報データを伝送する。このとき、次の情報データのためのリソース 60aを予約する割り当て要求情報 80を含む制御データを情報データとともに送信することも可能である。

[0056] なお、移動局 40から基地局 30への割り当て要求情報 80の送信と、基地局 30から移動局 40への割り当て通知情報 70の応答の方法としては、図 9に例示されるように、基地局 30と移動局 40の間の一つの物理チャネルを用いる方法と、図 10に例示されるように、別々の物理チャネルを用いる方法がある。

[0057] 図 9の一つの物理チャネルを用いる方法では、制御データ 91の中に割り当て要求情報 80が設定され、情報データ 92であるユーザデータ 93とともに移動局 40から基地局 30に送信される（Uplink)。

[0058] また、割り当て要求情報 80に対応した割り当て通知情報 70が、制御データ 91に設定され、情報データ 92であるユーザデータ 93とともに、基地局 30から移動局 40に送信される（Downlink)。

[0059] 一方、図 10のように、別々の物理チャネルを使う場合には、割り当て要求情報 80は制御データ 91として単独で移動局 40から基地局 30に送信され (Uplink)、応答される割り当て通知情報 70は、制御データ 91として単独で、基地局 30から移動局 40に送信される（Downlink)。情報データ 92としてのユーザデータ 93は、単独で、基地局 30と移動局 40との間で送受信される（UplinkZDownlink)。

[0060] 以下、本実施の形態の作用につ、て説明する。

移動局 40は情報の伝送に先立って基地局 30に対して無線リソースの予約を行う。基地局 30は移動局 40から予約信号を受信すると、予約信号に含まれる割り当て要求情報 80を検出し、割り当て要求情報 80とリソース割当方式に従って無線リソースを確保する。基地局 30は確保した無線リソースを割り当て通知情報 70として移動局 40 に通知し、移動局 40は通知された割り当て通知情報 70に従って無線リソースを使つて情報を伝送する。 [0061] 図 11は、基地局 30の側におけるリソースの割り当て方法の一例を示すフローチヤートである。

基地局 30は、移動局 40から割り当て要求情報 80を受信すると (ステップ 101)、まず、リソースメモリ 60を参照して、空きリソース力も割り当てを開始するリソース空間 61 内の座標を選択する (ステップ 102)。

[0062] 次に、割り当てパターン定義テーブル 50内にあら力じめ定義してあるリソース割り当てパターン 53から 1つのパターンを選択し (ステップ 103)、空きリソースと比較して、要求を満たす割り当てが可能カゝ判断する (ステップ 104)。

[0063] そして、検索の結果、たとえば図 6のように割り当て可能なリソース領域が見つかつたら、割り当て可能な場合には、検索されたリソース割り当てパターン 53に対応するパターン識別番号 51と、リソース空間 61内の割り当て開始座標 62を、割り当てバターン識別番号 71および割り当て開始座標 72として割り当て通知情報 70に設定して移動局 40に通知する（ステップ 105)。

[0064] ステップ 104で要求を満たす割り当てでな、と判明した場合は、未処理の別のリソース割り当てパターン 53がある力判別し (ステップ 106)、別のリソース割り当てパターン 53がある場合には、当該別のリソース割り当てパターン 53を選択して (ステップ 10 9)、ステップ 104以降の処理を行う。

[0065] ステップ 106で別のリソース割り当てパターン 53がないと判明した場合には、他の割り当て開始座標 62があるカゝ判別し (ステップ 107)、他の開始座標 62が存在する場合には、他の開始座標 62を選択して (ステップ 110)、上述のステップ 103以降の処理を反復する。

[0066] ステップ 107の判定で開始座標 62が尽きた場合は、割り当て不能として移動局 40 に割り当て拒否を通知する (ステップ 108)。

なお、ステップ 108では、リソース割り当てパターン 53を用いる本実施の形態の方法から、個々のリソース 60aを離散的に選択する方法に切り替えることで、割り当て通知情報 70よりも情報量は増加するものの、割り当て拒否の代わりに空きのリソース 60 aを移動局 40に通知するようにしてもょ、。

[0067] 図 12は、移動局の側におけるリソースの決定方法の一例を示すフローチャートである。

移動局 40においては、まず、要求情報通知部 48で割り当て要求情報 80を生成して基地局 30に送信し (ステップ 201)、基地局 30側力もの割り当て通知情報 70の応答を待つ (ステップ 202)。

[0068] そして、割り当て通知情報 70を受信したら、割り当て通知情報 70から割り当てバターン識別番号 71に設定されているパターン識別番号 51、および割り当て開始座標 7 2に設定されているリソース空間 61内の開始座標 62の情報を読み出す (ステップ 20 3)。次に、パターン識別番号 51で記憶装置 49b内の割り当てパターン定義テープル 50を検索して該当するリソース割り当てパターン 53を認識し、リソース空間 61における開始座標 62の情報と組み合わせて、使用するリソースを決定する (ステップ 204

) o

[0069] そして、決定されたリソースの情報を送信部 43に設定し (ステップ 205)、基地局 30 との間の情報通信を実行する (ステップ 206)。

図 13は、基地局 30の側におけるリソース割当方法の変形例を示すフローチャートである。この図 13の例では、割り当て要求情報 80を満足する複数のリソース割り当てノターン 53を選択し、その中から、最も良く割り当て要求情報 80を満たす一つのリソース割り当てパターン 53を決定して割り当て通知情報 70として移動局 40に通知する

[0070] 移動局 40から割り当て要求情報 80を受信すると (ステップ 121)、まず、リソースメモリ 60のリソース空間 61内の空きリソース力も割り当てを開始する座標を選択する (ステツプ 122)。次に、割り当てパターン定義テーブル 50にあら力じめ定義してあるリソース割り当てパターン 53から 1つのパターンを選択し (ステップ 123)、空きリソースと比較して、要求を満たした割り当てが可能力判断し (ステップ 124)、割り当て可能なリソース割り当てパターン 53と割り当て開始座標 62が見つ力るまで (ステップ 126、ステツプ 127)、別のリソース割り当てパターン 53または割り当て開始座標 62を選択しながら (ステップ 134、ステップ 135)検索する。

[0071] この検索の過程において、上述のステップ 124で割り当て可能な開始座標 62とリソース割り当てパターン 53が見つ力つたら、割り当て候補として候補リストに追加する（ステップ 125)。

[0072] つぎに、候補リストが空でな、場合 (ステップ 128)、割り当て候補リストのなかで、要求を最もよく満たすリソース割り当てパターン 53を選択し (ステップ 129、ステップ 130 、ステップ 131、ステップ 132、ステップ 136)、通知情報としてパターン識別番号 51と割り当て開始座標 62を通知する (ステップ 133)。

[0073] 割り当て要求情報 80による割り当て要求の例として、時間軸 (第 1座標軸 61a)のリソースを割り当てる際には、遅延に対する要求を考慮する必要がある。割り当てられる時間リソース (タイムスロット）が遅い時間であるほど遅延が大きくなるので、許容遅延よりも早い時間のリソースを割り当てることが要求をより満たすことになる。従って、この場合、上述のステップ 129〜ステップ 132では、各割り当て候補における遅延時間の大小を基準として割り当て候補の選択が行われる。

[0074] また、割り当て要求の例として、周波数軸 (第 2座標軸 6 lb)のリソースを割り当てる際には、特に広い周波数帯域を分割して割り当てるようなシステムの場合、マルチパスが多!、環境では周波数選択性フェージングが発生し、分割された周波数帯域間の受信品質が異なるため、要求受信品質を満たすように伝搬環境の良い周波数帯域を選択することが要求をより良く満たすことになる。従って、この場合、上述のステップ 129〜ステップ 132では、伝搬環境の良い周波数帯域を基準として、各割り当て候補の選択が行われる。

[0075] ステップ 128で候補リストが空の場合は、割り当て拒否を移動局 40に通知する (ステツプ 137)。

図 14を参照して、時間、周波数、符号のいずれか一つをリソース 60aとして割り当てる場合の割り当てパターン定義テーブル 50およびリソースメモリ 60 (リソース空間 6 1)の例を示す。

[0076] まず、同一の周波数で、時間を単位スロットに区切り、要求リソース量に応じた数の時間スロットをユーザに当てる場合を示す。この場合、周波数は固定なので、リソース空間 61は時間軸を第 1座標軸 61aとする一次元空間となり、 a, b, c, dの各位置は異なる時間スロットの並びを示している。なお、リソース割り当てパターン 53は、リソース空間 61を座標で表し、先頭スロットを決めてその他のスロットを相対座標で表現することちでさる。

[0077] 次に、同じく図 14を参照して、周波数をリソースとして使用する例を示す。ここでは時間を単位スロットに区切り、周波数を単位周波数帯域に区切り、特定の単位時間スロットと、単位周波数帯域が囲む領域を単位リソースとして要求リソース量に応じてュ一ザに当てている。すなわち、この場合、リソース空間 61において第 1座標軸 61aは、周波数軸であり、 a, b, c, dの各位置は異なる単位周波数帯域の並びを示している。割り当てパターンは、リソース空間を座標で表し、先頭スロットを決めてその他のスロットを相対座標で表現することもできる。

[0078] 周波数帯域を広帯域に使用して無線通信を行う場合、移動通信環境では反射や回折により遅延波が多数発生し、その影響で、狭い周波数帯域毎に受信電力ゃ受信品質が変動する周波数選択性フージングが発生する。よって、周波数帯域を分割してリソース割り当てが行われるリソース割り当て方式では、受信電力または受信品質の周波数軸の変動に合わせてリソース割り当てパターン 53を決定して単位周波数帯域の組み合わせの割り当てを行った方が、よりリソース使用効率の良い通信を行うことができる。

[0079] 次に、同じぐ図 14を参照して、符号をリソースとして使用する例を示す。この場合、特定の時間スロットに対して異なる単位符号を割り当てるため、リソース空間 61の第 1 座標軸 61aは符号軸となり、 a, b, c, dは異なる単位符号に対応する。符号間の相関が小さいと希望波と干渉波の分離が行いやすくなるので、符号間の相関が小さくなるような組み合わせとなるようにリソース割り当てパターン 53を選択すると、受信品質が向上し、リソース使用効率の良い通信を行うことができる。

[0080] 次に、時間と周波数をリソースとして使用する例をより具体的に示す。図 15は時間と周波数をリソースとして使用する場合の、割り当てパターン定義テーブル 50およびリソースメモリ 60のリソース空間 61の対応関係の例である。この場合時間を単位時間スロットに、周波数を単位周波数帯域 (スロット）に区切り、要求リソース量に応じた周波数帯域をユーザに当てている。リソース空間 61の第 1座標軸 61aは時間軸、第 2座標軸 6 lbは周波数軸である。 a〜iは、異なる時間スロットと周波数スロットの組み合わせの各々を示す。リソース割り当てパターン 53は、リソース空間 61を座標で表し、先頭スロットを決めてその他のスロットを相対座標で表現することもできる。

[0081] 次に、時間、周波数、符号をリソースとして使用する例を示す。図 16は時間、周波数、符号をリソースとして使用する場合の、割り当てパターン定義テーブル 50とリソースメモリ 60のリソース空間 61対応関係の例を示している。ここでは、リソース空間 61 の第 1座標軸 61aは時間軸、第 2座標軸 61bは周波数軸、第 3座標軸 61cは符号軸である。時間を単位時間、周波数を単位周波数帯域に区切り、さらに符号系列毎に区切った単位領域にてリソース空間 61を構成し、要求リソースに応じて時間、周波数、符号の 3つの組み合わせをリソース割り当てパターン 53で表してリソースとしてユーザに割り当てる。リソース割り当てパターン 53はリソース空間を座標で表し、先頭スロットを決めてその他のスロットを相対座標で表現することもできる。

[0082] 図 17は、時間、周波数、符号の各々のスロットを単独で複数個割り当てる場合にお V、て、隣り合うスロットを割り当てる場合の割り当てパターン定義テーブル 50とリソースメモリ 60の関係を示している。

[0083] たとえば、第 1座標軸 61aとして時間軸を設定し、時間スロットを複数個割り当てる場合、時間的に隣り合う時間スロットのみを割り当てパターンとすることができる。この場合、リソース割り当てパターン 53の数が減るので、ノターン識別番号 51が小さくなり、移動局 40に通知する割り当て通知情報 70等の制御情報の量がさらに削減できる

[0084] 同様に、図 17において、第 1座標軸 61aを周波数軸とし、周波数方向に隣り合うリソースのみを割り当てパターンとすることができる。リソース割り当てパターン 53の数が減るので、パターン識別番号 51が小さくなり、移動局 40に通知する割り当て通知情報 70等の制御情報量がさらに削減できる。

[0085] また、図 17において周波数の代りに第 1座標軸 61aを符号軸とし、符号をリソースとして使用する場合も同様に、符号軸方向に連続したリソースを指定するリソース割り当てパターン 53を使用することができる。

[0086] 図 18は、リソース 60aとして周波数および時間の二つを指定する場合において、周波数方向、または時間方向に隣り合うリソースのみを指定する場合の割り当てパターン定義テーブル 50の設定例を示して、る。 [0087] この場合も、リソース割り当てパターン 53の数が減るので、パターン識別番号 51が小さくなり、移動局 40に通知する割り当て通知情報 70等の制御情報の量がさらに削減できる。

[0088] また、周波数の代りに、符号と時間を組み合わせてリソースとして使用する場合も同様の割り当てパターンを使用することができる。

さらに、周波数、時間、符号のすべてを使用する場合において、隣り合うリソースのみを割り当てパターンとすることもできる。

[0089] 図 19は周波数方向、または時間方向、または符号方向に隣り合うリソースのみをリソース割り当てパターン 53で指定する例を示して、る。この場合もリソース割り当てパターン 53の数が減るので、パターン識別番号 51が小さくなり、移動局 40に通知する割り当て通知情報 70等の制御情報量がさらに削減できる。

[0090] 図 20は送信完了時刻がより早いリソース 60aの組み合わせをリソース割り当てパターン 53で指定するリソース割当方法の一例を示すフローチャートである。

基地局 30において、割り当て要求情報 80を受信すると (ステップ 141)、割り当て要求情報 80を満たすリソース割り当てパターン 53を、割り当てパターン定義テープル 50内にあらかじめ定義してあるパターン力も検索し (ステップ 142)、空きリソースと比較しながら割り当て可能か判断し (ステップ 143、ステップ 144)、割り当て可能なリソース割り当てパターン 53が見つ力るまで (ステップ 145)、別のリソース割り当てパターン 53を選択しながら (ステップ 152)、検索する。

[0091] 割り当て可能なリソース割り当てパターン 53が複数見つ力つたら (ステップ 146、ステツプ 147)、送信完了時刻が最も早いパターンを割り当てパターンとする。

すなわち、ステップ 144で保持された複数のリソース割り当てパターン 53から一つを選択し (ステップ 147)、割り当て候補よりも送信完了時刻が早いと予想される場合は、当該リソース割り当てパターン 53を割り当て候補にする操作を (ステップ 149)、全ての割り当て可能なリソース割り当てパターン 53について反復する (ステップ 150、ステップ 153)

そして、割り当て通知情報 70の割り当てパターン識別番号 71にリソース割り当てパターン 53を設定し、割り当て開始座標 72に、リソース空間 61内の割り当て開始座標 62を設定して移動局 40に通知する（ステップ 151)。

[0092] ステップ 146で、割り当て可能なリソース割り当てパターン 53の候補が一つもなかつた場合には、割り当て拒否を移動局 40に通知する (ステップ 154)。

図 21は、要求された許容遅延を満たし、かつ送信完了時刻が最も早いリソースの組み合わせを割り当てるリソース割当方法のフローチャートの例である。この場合は、上述の図 20のフローチャートにおけるステップ 143において、要求された許容遅延を満たす割り当てが可能力否かを判定する点 (ステップ 143a)が異なって、る。

[0093] すなわち、この場合、割り当て要求情報 80として要求リソース量 81と許容遅延時間 82を受信すると (ステップ 141)、要求リソース量 81を満たすリソース割り当てパターン 53を、割り当てパターン定義テーブル 50にあらかじめ定義してあるパターンカも検索し (ステップ 142)、リソースメモリ 60内の空きリソースと比較しながら割り当て可能か判断し (ステップ 143a、ステップ 144)、許容遅延を満たして割り当て可能な割り当てパターンが見つ力るまで検索する（ステップ 145、ステップ 152)。

[0094] 割り当て可能なパターンが複数見つ力つたら、送信完了時刻が最も早いリソース割り当てパターン 53を選択する（ステップ 147、ステップ 148、ステップ 149、ステップ 1 50、ステップ 153)。そして、割り当て通知情報 70の割り当てパターン識別番号 71にリソース割り当てパターン 53を設定し、割り当て開始座標 72に割り当て開始座標 62 を設定して移動局 40に通知する (ステップ 151)。

[0095] なお、ステップ 146で、割り当て可能なリソース割り当てパターン 53の候補が一つもな力つた場合には、割り当て拒否を移動局 40に通知する (ステップ 154)。

上述の無線リソースの割り当て方法の説明では、最初にリソース割り当てパターン 5 3を選択し、このリソース割り当てパターン 53にリソースメモリ 60におけるリソース空間 61内の空きリソースに適合する力判別してリソース割り当てパターン 53を決定していたが、逆の場合も考えられる。

[0096] すなわち、図 22のフローチャートに例示されるように、基地局 30において、移動局 40から割り当て要求情報 80を受信したら (ステップ 161)、まず、要求を満たすリソース 60aをリソースメモリ 60力も全て抽出し (ステップ 162)、抽出したリソース群の中に割り当てパターン定義テーブル 50で定義済みのリソース割り当てパターン 53の合致する位置関係にあるリソース 60a群が存在するか検索して (ステップ 163)、合致するリソース割り当てパターン 53の有無を判定し (ステップ 164)、合致するリソース割り当てパターン 53 (—つまたは複数）が見いだされた場合には、最も要求を満たすリソース割り当てパターン 53を選択して、割り当て通知情報 70の割り当てパターン識別番号 71にパターン識別番号 51を設定し、割り当て開始座標 72にリソース空間 61内の開始座標 62を設定して、移動局 40に通知する。

[0097] 以上の実施の形態の例では、基地局がリソース割り当て部を含む構成を説明してきたが、例えば上記装置に各基地局のリソースを一括して管理するリソース割り当て部を含む構成としても発明を実施することができる。

産業上の利用可能性

[0098] なお、本発明は、上述の実施の形態に例示した構成に限らず、その趣旨を逸脱しな!、範囲で種々変更可能であることは言うまでもな、。

本発明によれば、無線リソースの予約および割り当てを行って情報通信を実行する無線通信にお、て、無線リソースの割り当て結果の通知に要する情報量を削減することが可能となる。

[0099] また、無線リソースの予約および割り当てを行って情報通信を実行する無線通信において、無線リソースの割り当て結果の通知に要する情報量の増大に起因する通信情報の伝送遅延を防止することが可能となる。

Claims

請求の範囲

[1] 割り当てられた無線リソースを用いて第 1無線通信装置と第 2無線通信装置とが無線通信を行う無線通信システムにおける無線リソース割り当て方法であって、あら力じめ準備された複数のリソース割り当てパターンの中から、リソース管理空間内で割り当て可能な前記無線リソースの組み合わせを特定する前記リソース割り当てノターンを選択し、選択された前記リソース割り当てパターンを識別するパターン識別情報、および前記リソース割り当てパターンの前記リソース管理空間内の開始位置情報を前記第 2無線通信装置に通知することを特徴とする無線リソース割り当て方法

[2] 請求項 1記載の無線リソース割り当て方法にお!、て、

前記無線リソースが管理されるリソース管理空間内における前記無線リソースの異なる組み合わせを指定する複数のリソース割り当てパターンを準備するステップと、複数の前記リソース割り当てパターンの中から、前記リソース管理空間内で利用可能な前記無線リソースの組み合わせに該当する前記リソース割り当てパターンを選択するステップと、

を実行することを特徴とする無線リソース割り当て方法。

[3] 請求項 1記載の無線リソース割り当て方法にお!、て、

前記第 2無線通信装置では、

実行することを特徴とする無線リソース割り当て方法。

[4] 請求項 1記載の無線リソース割り当て方法にお!、て、前記無線リソースは、周波数、符号、時間のうちの 1つまたは複数の組み合わせからなることを特徴とする無線リソース割り当て方法。

[5] 請求項 1記載の無線リソース割り当て方法にお!、て、

符号、周波数、時間のいずれか複数を前記無線リソースとして使用するとき、前記リソース管理空間における周波数軸方向または時間軸方向または符号軸方向のいずれかにおいて隣り合うリソースのみの組み合わせに対応する複数の前記リソース割り当てパターンを準備することを特徴とする無線リソース割り当て方法。

[6] 請求項 1記載の無線リソース割り当て方法にお!、て、

前記リソース割り当てパターンを選択する際に、前記無線リソースの組み合わせから予想される送信完了時刻が最も早いものを選ぶことを特徴とする無線リソース割り当て方法。

[7] 請求項 1記載の無線リソース割り当て方法にお!、て、

前記リソース割り当てパターンを選択する際に、前記無線リソースの組み合わせから予想される送信完了時刻が、前記第 2無線通信装置が要求する許容遅延を超えな

V、ものを選択することを特徴とする無線リソース割り当て方法。

[8] 無線リソースが管理されるリソース管理空間内における前記無線リソースの異なる組み合わせを指定する複数のリソース割り当てパターン保持する記憶手段と、前記無線リソースの割り当て要求情報を検出する要求情報検出手段と、前記割り当て要求情報に応じて、割り当て可能な前記無線リソースの組み合わせに対応した前記リソース割り当てパターンを検索するリソースパターン検索割り当て手段と、

を含むことを特徴とする通信装置。

[9] 請求項 8記載の通信装置において、

前記無線リソースは、周波数、符号、時間のうちの 1つまたは複数の組み合わせからなることを特徴とする通信装置。

[10] 請求項 8記載の通信装置において、

符号、周波数、時間のいずれか複数を前記無線リソースとして使用するとき、前記リソース管理空間における周波数軸方向または時間軸方向または符号軸方向のいずれかにおいて隣り合うリソースのみの組み合わせに対応する複数の前記リソース割り当てパターンが前記記憶手段に設定されることを特徴とする通信装置。

[11] 請求項 8記載の通信装置において、

前記リソースパターン検索割り当て手段では、前記無線リソースの組み合わせから予想される送信完了時刻が最も早い前記リソース割り当てパターンを選択することを特徴とする通信装置。

[12] 請求項 8記載の通信装置において、

前記リソースパターン検索割り当て手段では、前記無線リソースの組み合わせから予想される送信完了時刻が、要求された許容遅延を超えない前記リソース割り当てパターンを選択することを特徴とする通信装置。

[13] 複数のリソース割り当てパターンを保持する記憶手段と、

無線リソースの割り当て要求情報を通知する要求情報通知手段と、

を含むことを特徴とする通信装置。

[14] 請求項 13記載の通信装置において、

前記要求情報通知手段は、前記割り当て要求情報の中に、許容遅延時間、伝送速度、回線状況情報の少なくとも一つを設定することを特徴とする通信装置。