JP2008301422A - 通信システム、端末および基地局 - Google Patents

Abstract

【課題】サブバンド幅に関係なく周波数ダイバーシチ効果を享受可能な通信システムを得ること。
【解決手段】本発明にかかる通信システムにおいて、基地局（１０）は、基準リソース割当パターンを決定する上りリンクスケジューラ（１１）と、基準リソース割当パターンおよび周波数ホッピングの既知パターンに基づいて使用リソースパターンを予測する割当パターン計算部（１７）と、基準リソース割当パターンまたは使用リソースパターンに従い、トラヒックを受信するトラヒック処理部（１９）と、を備え、端末（２０）は、使用リソース情報を決定する割当パターン計算部（２３）と、基準リソース割当パターンが示すＲＵまたは使用リソース情報が示すＲＵを使用してトラヒックを送信するトラヒック送信部（２５）と、を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＳＣ−ＦＤＭＡ方式を適用した通信システムにおいて、周波数ホッピングを利用して上りリンク伝送を行う場合のリソース割り当て制御に関する。

従来のＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier−Frequency Division Multiple Access）を用いた上りリンク伝送方法として、たとえば、複数の端末をグループ化して特定のSub-band（サブバンド）に割り当て、そのグループ単位で（サブバンド単位で）周波数ホッピングを行う技術が開示されている（例えば、下記非特許文献１）。また、周波数ホッピングパターン衝突検出により送信が行われない部分の電力を、送信を行う部分に割り当てることにより、受信側での平均受信エネルギーの損失を補償する方法が開示されている（例えば、下記特許文献１）。

特表２００３−５３５５５６号公報 R1-070875「Frequency Hopping Pattern for UTRA Uplink」,NEC (2007-2)

従来の上りリンク伝送方法（サブバンド単位で周波数ホッピングを行う方式）では、サブバンド幅が大きい場合には周波数ホッピングが行われないため、周波数ダイバーシチ効果が得られない、という問題があった。一方、サブバンド幅が小さい場合には、一台の端末へ割り当てる帯域幅が極めて小さくなってしまう、という問題点があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、サブバンド単位で周波数ホッピングを行う方式を適用した通信システムにおいて、周波数ダイバーシチ効果を損なうことなくサブバンド幅の選択の自由度を高めることが可能な通信システムすなわちサブバンド幅を大きくした場合であっても周波数ダイバーシチ効果が得られる通信システムと、これを構成する端末および基地局を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、基地局が、配下の端末をグループ化してグループ毎に特定のサブバンドに割り当て、前記各端末が、システム帯域内で、信号送信周期であるＴＴＩ毎にグループ単位で周波数ホッピングを行い、通信リソースの最小割り当て単位であるＲＵを１つまたは複数使用して当該基地局へトラヒックをシングルキャリア伝送する通信システムであって、前記基地局は、特定のＴＴＩで、各端末に割り当てるＲＵの数および配置を示す基準リソース割当パターンを決定するスケジューリング手段と、前記スケジューリング手段が決定した基準リソース割当パターンおよびサブバンド内で実行する周波数ホッピングの既知パターンに基づいて、前記特定ＴＴＩ以降の各ＴＴＩで、各端末がトラヒック伝送で使用するＲＵの数および配置を示す使用リソースパターンを予測するパターン予測手段と、前記スケジューリング手段が決定した基準リソース割当パターンまたは前記パターン予測手段が予測した使用リソースパターンに従い、各端末から伝送されたトラヒックを受信するトラヒック受信手段と、を備え、前記端末は、前記基地局から前記特定ＴＴＩでの基準リソース割当パターンを取得し、当該取得した基準リソース割当パターンおよびサブバンド内で実行する周波数ホッピングの既知パターンに基づいて、当該特定ＴＴＩ以降の各ＴＴＩで使用するＲＵの数および配置を示す使用リソース情報を決定するリソース情報算出手段と、前記取得した基準リソース割当パターンが示すＲＵまたは前記リソース情報算出手段が決定した使用リソース情報が示すＲＵを使用してトラヒックを送信するトラヒック送信手段と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、サブバンド内でも周波数ホッピングを行うようにしたので、たとえば、サブバンド幅が大きく、サブバンド単位での周波数ホッピングが不可能な場合であっても、周波数ダイバーシチ効果を得られる、という効果を奏する。

以下に、本発明にかかる通信システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明にかかる通信システムを構成する端末および基地局の構成例を示す図である。

図１に示した基地局１０は、上りリンクスケジューラ１１、周波数ホッピングパターン生成部１２、割当情報送信部１３、スイッチ１４、基準信号送信部１５、多重化部１６、割当パターン計算部１７、分離部１８およびトラヒック処理部１９を備える。これらの各構成要素は、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、ＤＳＰ、ＣＰＵ等のハードウェアまたはソフトウェアにより実現される。また、端末２０は、分離部２１、割当情報受信部２２、割当パターン計算部２３、スイッチ２４、トラヒック送信部２５、多重化部２６、基準信号受信部２７、チャネル品質測定部２８およびＣＱＩ計算部２９を備える。これらの各構成要素は、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、ＤＳＰ、ＣＰＵ等のハードウェアまたはソフトウェアにより実現される。以下、基地局１０および端末２０の動作について説明する。

基地局１０の上りリンクスケジューラ１１は、端末のUE Capability情報，QoS情報，端末２０を含む配下の各端末から受信したチャネル品質情報を用いて、周知アルゴリズム（例えばProportional Fairnessアルゴリズム）を利用して上りリンク割当パターンを生成する。このパターンは、たとえば図２に示したＴＴＩ＃０におけるＵＥ１からＵＥ６へのＲＵ（Resource Unit）割当（３１〜３６）を表し、「ＵＥ１（オフセット：０，ＲＵ数：２），ＵＥ２（オフセット：２，ＲＵ数：１），ＵＥ３（オフセット：３，ＲＵ数：３），ＵＥ４（オフセット：６，ＲＵ数：１），ＵＥ５（オフセット：７，ＲＵ数：２），ＵＥ６（オフセット：９，ＲＵ数：１）」のような情報である。なお、ＲＵはリソースとして分割可能な周波数単位（割り当て可能な最小単位）を表わしている。

上りリンクスケジューラ１１の出力は、周波数ホッピングパターン生成部１２および割当パターン計算部１７に供給される。周波数ホッピングパターン生成部１２は、図２に示した例の割り当てがシステム帯域の場合、何も行わない（上りリンクスケジューラ１１から受け取った情報である上りリンク割当パターンをそのまま出力する）。一方、図２に示した割り当てが特定のサブバンドに対する割り当てを示している場合、サブバンド単位で実行する周波数ホッピングのパターンを生成する。すなわち、たとえば図３に示したような、ＴＴＩ（Transmission Time Interval）毎に特定のグループ（図３の例ではＵＥ１〜４）に割り当てるサブバンドを変更するホッピングパターンを生成する。この場合、サブバンド単位で周波数ホッピングを行いつつサブバンド内でも周波数ホッピングを行うこととなる。なお、図３は、公知の「サブバンド単位で実行する周波数ホッピング動作」の例のみを示したものであり、本発明を適用した場合の動作を示したもの（サブバンド内でも周波数ホッピングを行うもの）とは異なる。生成した情報（周波数ホッピングパターン）は、上記上りリンクスケジューラ１１から受け取った上りリンク割当パターンとともに出力される。

周波数ホッピングパターン生成部１２の出力は、割当情報送信部１３に供給される。割当情報送信部１３では、割当情報である周波数ホッピングパターン生成部からの出力に対して必要な処理（例えばＵＥ情報の付加）を行い、スイッチ１４に供給する。スイッチ１４は、そのＴＴＩにおいて割当情報が必要な場合にＯＮ、必要でない場合にはＯＦＦとするものである。すなわち上りリンクスケジューラ１１による割り当てが変更されない（割当情報送信部１３から出力された制御情報が前回と同じ）場合に、制御情報を端末へ伝送しないようにするものである。このスイッチ１４が、必要な制御情報のみを端末へ送信するように動作することにより、下りリンクのシグナリングを低減することができる。スイッチ１４の出力は多重化部１６に供給される。

また、基準信号送信部１５では、所定のパイロットパターンを発生する。パイロットパターンとは、予め定められたパターンであり、この既知情報に基づいて信号の送信先（端末）は同期検波を行う。基準信号送信部１５の出力は多重化部１６に供給される。多重化部１６は、基準信号送信部７から入力されたパイロット信号と、割当情報送信部１３から出力され、スイッチ１４を介して入力された割当情報とを多重化する。多重化部１６は、下りリソースブロックが１２サブキャリア、１ＴＴＩが１４シンボルで構成される場合、例えばパイロットシンボルを４シンボル目に配置し、割当情報をパイロットシンボルと重ならないように（１シンボル目、２シンボル目、３シンボル目、５シンボル目、…の様に）配置する。多重化部１６の出力は、図示していないが変調（例えばQPSK変調），符号化（例えばターボ符号化）が行われ、ガードバンド挿入やＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）のベースバンド処理、無線周波数への変換が行われた後、アンテナより端末へ向けて送信される。

端末２０は、上記手順を実行した基地局１０からの信号を（図示していない）アンテナで受信し、受信信号に対して同期検波，QPSK復調，ターボ復号を実行後、分離部２１へ供給する。分離部２１は、パイロット信号と、制御信号を分離し、パイロット信号を基準信号受信部２７へ、制御信号を割当情報受信部２２へ供給する。割当情報受信部２２は、自分（ＵＥ１とする）宛の割当情報を抽出し、スイッチ２４および割当パターン計算部２３へ供給する。例えば、ＴＴＩ＃０におけるＵＥ１（オフセット０，ＲＵ数：２）を抽出し、スイッチ２４および割当パターン計算部２３へ供給する。

リソース情報算出手段に相当する割当パターン計算部２３は、割当情報受信部２２から受け取った割当情報（上りリンク割当パターン，周波数ホッピングパターン）に基づいて、各ＴＴＩについての割当情報を算出する。たとえば、受け取った割当情報がＴＴＩ＃０の情報であれば、これに基づいてＴＴＩ＃１，ＴＴＩ＃２，…の割当情報を計算する。具体例を示すと、周波数ホッピングパターンがRound Robin型で、１ＴＴＩあたり１リソースユニット分のシフトを行うものとし、また、割当情報受信部２２から受け取った割当情報が図２に示したＴＴＩ＃０の情報であるものとすると、ＴＴＩ＃１では、ＵＥ１は（オフセット：１，ＲＵ数：２）となる。以下同様に、ＴＴＩ＃２では（オフセット：２，ＲＵ数：２）、ＴＴＩ＃３では（オフセット：３，ＲＵ数：２），…，ＴＴＩ＃８では（オフセット：８，ＲＵ数：２），ＴＴＩ＃９では（オフセット：９，ＲＵ数：２）となる。ＴＴＩ＃１０ではＴＴＩ＃０と同じとなり、以下、同様の上りリンク割当パターン（ＴＴＩ＃０〜ＴＴＩ＃９のパターン）が繰り返される。

ここで、図２に示した例では、ＴＴＩ＃９でＵＥ１への割り当てが上下に分断された不連続キャリアとなってしまう。そのため、ＵＥ１（端末２０）は、このような場合は送信停止（ＤＴＸ）とすることにより、上りリンクにおけるシングルキャリア伝送を確保する（不連続キャリアが発生するのを防止する）。

割当パターン計算部２３が算出した割当情報はスイッチ２４に供給される。スイッチ２４は、割当情報受信部２２および割当パターン計算部２３からの割当情報を入力とし、基地局から自端末への割り当てがある場合（例えばＴＴＩ＃０の時）は、割当情報受信部２２からの入力を選択し、一方、基地局からの割り当てが無い場合には、割当パターン計算部２３からの入力を選択し、トラヒック送信部２５へ供給する。このように、このシステムは、基地局１０がＲＵ割り当てをＴＴＩ毎に実施する必要がない構成となっている。

トラヒック送信部２５は、スイッチ２４から受け取った割当情報に基づいて、使用するリソースユニット（ＲＵ）を選択する。たとえば、ＴＴＩ＃１の場合には（オフセット：１，ＲＵ数：２）を選択し、ＴＴＩ＃９の場合には送信停止（ＤＴＸ）とする。トラヒック送信部２５の出力は多重化部２６へ供給される。

また、基準信号受信部２７は、分離部２１から入力されたパイロット信号に対して、直交復調（例えばQPSK復調），復号を行い、チャネル品質測定部２８へ供給する。チャネル品質測定部２８は、入力されたパイロットシンボルより、チャネル品質（SIR：Signal to Interference Ratio）を測定する。この測定は、パイロットの平均値Ｓ，標準偏差をＩとするような周知の方法が用いられる。測定結果を示すチャネル品質情報は、ＣＱＩ計算部２９へ供給される。ＣＱＩ計算部２９は、チャネル品質測定部２８から受け取ったチャネル品質情報に基づいて、ＣＱＩ（Channel Quality Indicator）を計算する。これはＳＩＲ値（例えば-21dB〜10dB；計32dB）を元に、５ｂｉｔの値に変換（00000〜11111）する操作であり、具体的には、-21dBを00000に対応させ、10dBを11111に対応させる。ＣＱＩ計算部２９の出力は多重化部２６に供給される。

多重化部２６は、トラヒック送信部２５の出力およびＣＱＩ計算部２９の出力を多重化する。具体的には、ＣＱＩを所定位置（例えば１ＴＴＩ６シンボルの第１シンボル）に配置し、トラヒックを第２シンボル〜第６シンボルに配置する。多重化部２６の出力は、変調（例えばQPSK変調）符号化（例えばターボ符号化）が行われた後、無線周波数帯に変換されてアンテナより基地局１０に向けて送信される。

基地局１０は、上記手順を実行した端末２０からの信号をアンテナで受信し、受信信号は、無線周波数帯からベースバンド信号へ変換され、さらに復調、復号が行われた後、分離部１８へ供給される。分離部１８は、チャネル品質情報とトラヒック情報を分離し、チャネル品質情報を上りスケジューラ１１へ、トラヒック情報をトラヒック処理部１９へ供給する。上りリンクスケジューラ１１は、上述したように、端末２０を含む配下の各端末から受信したチャネル品質情報を用いて、上りリンク割当パターンを生成する。

上りリンクスケジューラ１１の出力は、上述した周波数ホッピングパターン生成部１２と、割当パターン計算部１７と、に供給される。上りリンクスケジューラ１１からの出力を受け取った割当パターン計算部１７（パターン予測手段）は、上述した端末１の割当パターン計算部２３と同様の動作を行い、各ＴＴＩについての割当情報を算出する。なお、基地局１が複数の端末を収容している場合、全ての端末についての割当情報を算出する。

割当パターン計算部１７の出力はトラヒック処理部１９へ供給される。ここで、割当パターン計算部１７は、受信信号の送信元端末（この例では端末２０すなわちＵＥ１）が使用しているＲＵ（オフセット，ＲＵ数）を特定し、この特定結果を供給することにより、トラヒック処理部１９が全体のトラヒック情報に基づいてＵＥ１のトラヒック情報を抽出可能としている。そして、トラヒック処理部１９は、割当パターン計算部１７から受け取った情報からＵＥ１がＴＴＩ＃９ではＤＴＸであると認識できる。ＤＴＸと認識した場合、トラヒック処理部１９はＵＥ１からのトラヒック信号は無いものとして取り扱う（トラヒック処理を行わない）。

このように、本実施の形態では、サブバンド単位で周波数ホッピングを行いつつサブバンド内でも周波数ホッピングを行うこととした。これにより、サブバンド幅を小さくする必然性、すなわち端末への割り当て帯域幅を小さくする制約が無くなる。たとえば、サブバンド幅が大きく、サブバンド単位での周波数ホッピングが不可能な場合であっても、サブバンド内での周波数ホッピングは実行されるため、周波数ダイバーシチ効果を得られる。また、サブバンド内での周波数ホッピングについては、各端末が、基地局から通知された初期の割当情報（たとえば図２に示したＴＴＩ＃０についての割当情報）に基づいて各ＴＴＩに対応する割当情報を算出し、ＴＴＩ毎にシングルキャリア伝送が可能かどうかを判断するようにした。これにより、シングルキャリア伝送を維持できないと判断したＴＴＩでは、自律的に送信を停止してシングルキャリア伝送を維持することができる。また、端末は他の割当情報を復調する必要が無いため、消費電力を低減できる。更に基地局は割り当てパターンを変えない限り、割当情報を伝送する必要が無いため、下りリンクシグナリング量を低減できる効果もある。

なお、上記説明では、上りリンクの周波数ホッピングを、１ＲＵステップのRound Robin型と記述したが、複数ＲＵステップのRound Robin型や、これ以外のHopping Patternを用いても同様の効果を奏する。

また、上記図２においては、シングルキャリアを満足しない場合に当該キャリアの送信を停止した（ＤＴＸとした）が、どちらか片方を用いて伝送しても良い。図４はそのような場合の割当パターン計算部２３，１７の動作を表わしており、たとえば、ＴＴＩ＃９においてＵＥ１がＤＴＸではなく、１ＲＵ分送信可能となっている。この場合、送信するＲＵはランダムに決まるものではなく、図示したように下の帯域に近い側を確定的に選択しているため、基地局１０の割当パターン計算部１７は各端末のトラヒックを正しく抽出することが可能となる。この場合、図２に示した動作を行う場合の効果に加えて上りリンクの無駄な空きリソースを低減できる（上りリンクを効率的に利用できる）という効果がある。

また、図４に示した動作を行ってもなお上りリンクの空きリソースが発生している。そのため、さらに、図５に示したように、空きパターンを他のＵＥに割り当てることも可能である。この場合、基地局１０の割当パターン計算部１７は、ＴＴＩ＃２（オフセット：０，ＲＵ数：１），ＴＴＩ＃５（オフセット：０，ＲＵ数：１），ＴＴＩ＃６（オフセット：０，ＲＵ数：２），ＴＴＩ＃９（オフセット：０，ＲＵ数：１）が空きとなることが把握できるため、この情報を上りリンクスケジューラ１１に提供するようにして、上りリンクスケジューラ１１が、空きリソースを他のＵＥ（図示のＵＥ７）に割り当てるようにすればよい。

また、図５に示した動作に代えて、図６に示したように、空きとなるリソースの隣接ＵＥに追加でリソースを割り当てるようにすることもできる。この場合、その追加の割り当てを端末が知るための方法は２つ考えられる。１つ目は基地局２０から追加の割当情報を受信する方法であり、２つ目は、端末が全ての端末の割当情報を受信し、全ての端末についてのリソース割当状況を把握しておく方法、すなわち、受信した割当情報に基づいて図６のような割当情報を各端末が自ら作成しておき、追加の割り当てとなった場合に、自律的に送信に用いる方法である。

これらの図５および図６に示した方法では、図２および図４に示した方法と比較して、上りリンクリソースを有効に利用するため、スループットが向上する。

なお、図４に示した方法では下の帯域に近い側を確定的に選択していたが、より大きいリソースユニット群を用いて伝送することもできる。図７はそのような動作を実現する場合の割当パターン計算部１７，２３の動作を表わしており、ＴＴＩ＃６において、ＵＥ３の割り当てが（オフセット：０，ＲＵ数：２）となっていることが違いである。

また、図７に示した方法を適用した場合に発生する空きリソースに新たなＵＥ（ＵＥ７）を割り当てる方法を図８に示す。同様に、図７に示した方法を適用した場合に発生する空きリソースを隣接ＵＥに割り当てる（隣接ＵＥが追加使用する）方法を図９に示す。いずれの場合も、図２，図７に示した方法と比較して上りリソースを有効活用するので、スループットがさらに向上する。

以上のように、図２の伝送方法と比較して、図４，図７の伝送方法は伝送可能なトラヒック量が増大している。さらに、図４，図７の伝送方法と比較して、図６，図９の伝送方法は伝送可能なトラヒック量が増大している。従って、この増大したトラヒックに対し、下りトラヒック信号に対する上りＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報およびＣＱＩを優先して伝送するようにすれば、下りスループットを向上できる。

また、上記増大したトラヒックに対して、上りトラヒック信号がＨＡＲＱ再送に当たる場合、受信側での誤り復号に貢献度の高いビットを優先して伝送するようにすれば、更に上りスループットを向上できる。

実施の形態２．
上述した実施の形態１は、シングルキャリアを満足しない場合に当該キャリアの送信を停止するようにしたものであるが、次にシングルキャリアを満足しない場合に当該組合せをスキップするようにした実施形態を示す。なお、本実施の形態の基地局および端末の構成は実施の形態１と同様である。しかし動作は異なるため、その異なる点を中心に図１０を用いて説明する。図１０は、実施の形態２のリソース割当動作例を示す図である。

実施の形態２の端末２０において、割当情報受信部２２は、自分（ＵＥ１とする）宛の割当情報とともに他の端末宛に送信された割当情報も抽出する。例えばＴＴＩ＃０におけるＵＥ１（オフセット：０，ＲＵ数：２）だけでなく、ＵＥ２（オフセット：２，ＲＵ数：1），ＵＥ３（オフセット：３，ＲＵ数：３），ＵＥ４（オフセット：６，ＲＵ数：１），ＵＥ５（オフセット：７，ＲＵ数：２），ＵＥ６（オフセット：９，ＲＵ数：１）も抽出する。抽出したＵＥ１の割当情報（自分宛の割当情報）は実施の形態１と同様にスイッチ２４に供給し、全てのＵＥの割当情報は割当パターン計算部２３に供給する。

割当パターン計算部２３は、図１０のＴＴＩ＃０の割当情報に基づいてＴＴＩ＃１，ＴＴＩ＃２，…の割当情報（上りリンク割当パターン）を算出する。具体例を示すと、周波数ホッピングパターンがRound Robin型で、１ＴＴＩあたり１リソースユニット分のシフトを行うものとし、また、割当情報受信部２２から受け取った割当情報が図１０に示したＴＴＩ＃０の情報であるものとすると、ＴＴＩ＃１では、ＵＥ１は（オフセット：１，ＲＵ数：２），ＵＥ２は（オフセット３，ＲＵ数：１），ＵＥ３は（オフセット：４，ＲＵ数：３），ＵＥ４は（オフセット：７，ＲＵ数：１），ＵＥ５は（オフセット８，ＲＵ数：２），ＵＥ６は（オフセット：０，ＲＵ数：１）となる。

また、ＴＴＩ＃２では、ＵＥ１は（オフセット２，ＲＵ数：２），ＵＥ２は（オフセット：４，ＲＵ数：１），ＵＥ３は（オフセット５，ＲＵ数：３），ＵＥ４は（オフセット：８，ＲＵ数：１），ＵＥ５は（オフセット９，ＲＵ数：２），ＵＥ６は（オフセット：１，ＲＵ数：１）となるが、ＵＥ５はシングルキャリアとならない割当パターンであるため、この割当パターンをスキップし、結果的にＴＴＩ＃２では、ＵＥ１は（オフセット：３，ＲＵ数：２），ＵＥ２は（オフセット５，ＲＵ数：１），ＵＥ３は（オフセット：６，ＲＵ数：３），ＵＥ４は（オフセット９，ＲＵ数：１），ＵＥ５は（オフセット：０，ＲＵ数：２），ＵＥ６は（オフセット２，ＲＵ数：１）となる。

以下同様に、ＴＴＩ＃３では、ＵＥ１は（オフセット４，ＲＵ数：２），ＵＥ２は（オフセット：６，ＲＵ数：１），ＵＥ３は（オフセット７，ＲＵ数：３），ＵＥ４は（オフセット：０，ＲＵ数：１），ＵＥ５は（オフセット１，ＲＵ数：２），ＵＥ６は（オフセット：３，ＲＵ数：１）となり、ＴＴＩ＃４では、ＵＥ１は（オフセット：７，ＲＵ数：２），ＵＥ２は（オフセット９，ＲＵ数：１），ＵＥ３は（オフセット：０，ＲＵ数：３）、ＵＥ４は（オフセット３，ＲＵ数：１），ＵＥ５は（オフセット：４，ＲＵ数：２），ＵＥ６は（オフセット６，ＲＵ数：１）となる。ＴＴＩ＃５では、ＵＥ１は（オフセット：８，ＲＵ数：２），ＵＥ２は（オフセット０，ＲＵ数：１），ＵＥ３は（オフセット：１，ＲＵ数：３），ＵＥ４は（オフセット４，ＲＵ数：１），ＵＥ５は（オフセット：５，ＲＵ数：２），ＵＥ６は（オフセット７，ＲＵ数：１）となる。

以下、ＴＴＩ＃６ではＴＴＩ＃０と同じ割当パターンとなる。このように、割当パターン計算部２３は、ＴＴＩ＃１以降において自分（ＵＥ１）が送信するＲＵを自律的に決定できる。基地局１０の割当パターン計算部１７の動作も同様である。

このように、本実施の形態では、シングルキャリアとならないパターンをスキップすることとした。これにより、余分な空きリソースが発生しないため、上りスループットを向上できる。また、実施の形態１と同様にサブバンド内で周波数ホッピングを実行するため、周波数ダイバーシチ効果を得るためにサブバンド幅を小さくする必然性がなくなり、端末の割当帯域幅の自由度を高めることができる。

実施の形態３．
以上の実施形態では、端末のホッピング周期の変更を変更しないかのごとく説明したが、以下説明するようにホッピング周期の途中からでも割当てを変更することはできる。図１１はこの様な場合の割当て方法を表しており、横軸は時間、縦軸は周波数チャネルを示す。同一セル内の全端末は同じホッピング周期タイミングを有するものとする。これは端末内に予めデフォルト値として設定しておいても良く、また基地局等を介して上位レイヤより通知しても良い。

図１１には２種類のホッピングパターン｛１−０、１−１、１−２、１−３、１−４｝及び｛２−０、２−１、２−２、２−３、２−４｝を示している、周期の途中で上りリソース割当てを受けた端末は、最初に上り送信を行うタイミングがホッピング周期先頭からどれだけ離れたタイミングかを計算する（Ｎ ｍｓとする）。

予め決められたホッピングパターンのＫ個目（０を始まりとする）に相当するＲＵ群を使用して送信を開始する。その後は決められたホッピングパターンに従ってホッピングタイミング毎（１スロット又は１サブフレーム）にＲＵ群を遷移する。Ｋの算出はＳＦＮ及びサブフレーム番号を用いる。

図１１の例はＫ＝２であり、ハッチングＲＵ群の割当てを受けた端末がホッピング周期の２番目のホッピングタイミングから送信を開始するケースを表している。

以上の様に、本実施の形態の方法によれば、ホッピング周期タイミング途中からでも上り送信を開始でき、また途中からの上り送信を開始しても、別タイミングで既に上り割当てをもらってホッピングを行っている端末と衝突が起きない。

実施の形態４．
本実施の形態では、ホッピングを行わない端末のシングルキャリア伝送を効率よく実施するため、ホッピングを行う端末に割当てるＲＵをシステム周波数帯域の端に配置し、また、ホッピングを行うサブバンドが複数存在する場合には、それらを隣接させる。図１２−１はこの考え方を表している。ホッピングを行うサブバンドとして２つのグループが存在し、それを隣接させ、かつ時間ＴＴＩ＃０、ＴＴＩ＃１それぞれでシステム周波数帯域の端に配置している。図１２−２は上述した考え方に基づかないホッピングサブバンドの配置を示している。白抜きの箱で示されているサブバンドはホッピングを行わない端末が割当てられるＲＵであるが、図１２−２のケースでは白抜きの箱の領域が２つあるいは３つに分けられている。上り方向の通信では全ての端末がシングルキャリア伝送であるため、周波数軸上で分断された領域の複数を一つの端末に割当てることはできない。すなわち、図１２−２のケースでＴＴＩ＃１では１端末に割当てることのできる最大のサブバンド数は３である。これは端末の最大スループット低下に繋がる。一方図１２−１のケースでは、ホッピングを行うサブバンドは常にシステム周波数帯域の端に配置し、かつ複数のホッピングサブバンドを隣接させているため、ホッピングを行わないサブバンドの領域が連続で確保できている。これにより、端末の最大スループット向上が望める。また１端末の最大スループットの観点だけでなく、大きな連続した領域が存在していれば、複数の端末にリソースを割当てることに関してスケジューラに柔軟性を与えることができる。

以上のように、本発明にかかる通信システムは、無線通信に有用であり、特に、ＳＣ−ＦＤＭＡ方式を適用した通信システムの上りリンクにおいて、リソースの有効利用を図る場合に適している。

実施の形態１の基地局および端末の構成例を示す図である。 実施の形態１の上りリソース割当パターンの一例を示す図である。 周波数ホッピング動作の一例を示す図である。 実施の形態１の上りリソース割当動作の一例を示す図である。 実施の形態１の上りリソース割当動作の一例を示す図である。 実施の形態１の上りリソース割当動作の一例を示す図である。 実施の形態１の上りリソース割当動作の一例を示す図である。 実施の形態１の上りリソース割当動作の一例を示す図である。 実施の形態１の上りリソース割当動作の一例を示す図である。 実施の形態２の上りリソース割当動作の一例を示す図である。 実施の形態３の周波数ホッピング動作の一例を示す図である。 実施の形態４の上りリソース割当動作を説明するための図である。 実施の形態４の上りリソース割当動作を説明するための図である。

符号の説明

１０ 基地局
１１ 上りリンクスケジューラ
１２ 周波数ホッピングパターン生成部
１３ 割当情報送信部
１４、２４ スイッチ
１５ 基準信号送信部
１６、２６ 多重化部
１７、２３ 割当パターン計算部
１８、２１ 分離部
１９ トラヒック処理部
２０ 端末
２２ 割当情報受信部
２５ トラヒック送信部
２７ 基準信号受信部
２８ チャネル品質測定部
２９ ＣＱＩ計算部

Claims (16)

1. 基地局が、配下の端末をグループ化してグループ毎に特定のサブバンドに割り当て、前記各端末が、システム帯域内で、信号送信周期であるＴＴＩ毎にグループ単位で周波数ホッピングを行い、通信リソースの最小割り当て単位であるＲＵを１つまたは複数使用して当該基地局へトラヒックをシングルキャリア伝送する通信システムであって、
   前記基地局は、
   特定のＴＴＩで、各端末に割り当てるＲＵの数および配置を示す基準リソース割当パターンを決定するスケジューリング手段と、
   前記スケジューリング手段が決定した基準リソース割当パターンおよびサブバンド内で実行する周波数ホッピングの既知パターンに基づいて、前記特定ＴＴＩ以降の各ＴＴＩで、各端末がトラヒック伝送で使用するＲＵの数および配置を示す使用リソースパターンを予測するパターン予測手段と、
   前記スケジューリング手段が決定した基準リソース割当パターンまたは前記パターン予測手段が予測した使用リソースパターンに従い、各端末から伝送されたトラヒックを受信するトラヒック受信手段と、
   を備え、
   前記端末は、
   前記基地局から前記特定ＴＴＩでの基準リソース割当パターンを取得し、当該取得した基準リソース割当パターンおよびサブバンド内で実行する周波数ホッピングの既知パターンに基づいて、当該特定ＴＴＩ以降の各ＴＴＩで使用するＲＵの数および配置を示す使用リソース情報を決定するリソース情報算出手段と、
   前記取得した基準リソース割当パターンが示すＲＵまたは前記リソース情報算出手段が決定した使用リソース情報が示すＲＵを使用してトラヒックを送信するトラヒック送信手段と、
   を備えることを特徴とする通信システム。
2. 前記トラヒック送信手段は、前記決定された使用リソース情報がマルチキャリア伝送のリソースパターンを示している場合、当該使用リソース情報に対応するＴＴＩでの送信処理を停止し、
   前記トラヒック受信手段は、前記使用リソースパターンに基づいて特定の端末に対応するリソースパターンがマルチキャリア伝送のリソースパターンを形成しているかどうかを判断し、マルチキャリア伝送のリソースパターンを形成している場合には、当該特定の端末からの受信処理を停止することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
3. 前記トラヒック送信手段は、前記決定された使用リソース情報がマルチキャリア伝送のリソースパターンを示している場合、当該使用リソース情報に対応するＴＴＩでは、所定条件に基づいていずれか一つのリソースを選択し、当該選択したリソースでシングルキャリア伝送を行い、
   前記受信手段は、前記使用リソースパターンに基づいて特定の端末に対応するリソースパターンがマルチキャリア伝送のリソースパターンを形成しているかどうかを判断し、マルチキャリア伝送のリソースパターンを形成している場合には、所定条件に基づいていずれか一つのリソースを選択し、当該選択したリソースで当該特定の端末からのトラヒックを受信することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
4. 前記スケジューリング手段は、前記使用リソースパターンに基づいて特定の端末に対応するリソースパターンがマルチキャリア伝送のリソースパターンを形成しているかどうかを判断し、マルチキャリア伝送のリソースパターンを形成している場合には、所定条件に基づいて当該特定端末がトラヒック伝送に使用しないリソースを特定し、さらに、当該特定したリソースを当該特定端末以外の端末へ割り当てることを特徴とする請求項３に記載の通信システム。
5. 前記リソース情報算出手段は、前記基準リソース割当パターンおよび前記周波数ホッピングの既知パターンに基づいて端末毎の使用リソース情報を決定し、
   前記トラヒック送信手段は、前記決定された使用リソース情報に基づいて、自身の使用帯域に隣接する帯域が他の端末に使用されているかどうかを確認し、他の端末に使用されていない場合、当該隣接帯域も使用してトラヒックをシングルキャリア伝送することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の通信システム。
6. 前記リソース情報算出手段は、
   前記基準リソース割当パターンおよび前記周波数ホッピングの既知パターンに基づいて端末毎の使用リソース情報の候補をＴＴＩ毎に決定し、
   さらに、前記使用リソース情報候補が、特定端末に対応するリソースパターンがマルチキャリア伝送のリソースパターンを形成するかどうかを確認し、マルチキャリア伝送のリソースパターンを形成する場合、当該使用リソース情報候補およびこの候補に対応する前記端末毎かつＴＴＩ毎に決定した使用リソース情報の候補を全て破棄し、一方、マルチキャリア伝送のリソースパターンを形成しない場合、前記使用リソース情報候補を使用リソース情報とし、
   前記パターン予測手段は、前記予測した使用リソースパターンに基づいて特定の端末に対応するリソースパターンがマルチキャリア伝送のリソースパターンを形成しているかどうかを確認し、マルチキャリア伝送のリソースパターン形成している場合には、当該予測した使用リソースパターンを破棄することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
7. 配下の端末をグループ化してグループ毎に特定のサブバンドに割り当てる基地局に対して、システム帯域内で、信号送信周期であるＴＴＩ毎にグループ単位で周波数ホッピングを行い、通信リソースの最小割り当て単位であるＲＵを１つまたは複数使用してトラヒックをシングルキャリア伝送する端末であって、
   特定ＴＴＩでのトラヒック伝送で使用するＲＵの数および配置を示す基準リソース割当パターンを前記基地局から取得し、当該取得した基準リソース割当パターンおよびサブバンド内で実行する周波数ホッピングの既知パターンに基づいて、当該特定ＴＴＩ以降の各ＴＴＩで使用するＲＵの数および配置を示す使用リソース情報を決定するリソース情報算出手段と、
   前記取得した基準リソース割当パターンが示すＲＵまたは前記リソース情報算出手段が決定した使用リソース情報が示すＲＵを使用してトラヒックを送信するトラヒック送信手段と、
   を備えることを特徴とする端末。
8. 前記トラヒック送信手段は、前記決定された使用リソース情報がマルチキャリア伝送のリソースパターンを示している場合、当該使用リソース情報に対応するＴＴＩでの送信処理を停止することを特徴とする請求項７に記載の端末。
9. 前記トラヒック送信手段は、前記決定された使用リソース情報がマルチキャリア伝送のリソースパターンを示している場合、当該使用リソース情報に対応するＴＴＩでは、所定条件に基づいていずれか一つのリソースを選択し、当該選択したリソースでシングルキャリア伝送を行うことを特徴とする請求項７に記載の端末。
10. 前記リソース情報算出手段は、前記基準リソース割当パターンおよび前記周波数ホッピングの既知パターンに基づいて端末毎の使用リソース情報を決定し、
    前記トラヒック送信手段は、前記決定された使用リソース情報に基づいて、自身の使用帯域に隣接する帯域が他の端末に使用されているかどうかを確認し、他の端末に使用されていない場合、当該隣接帯域も使用してトラヒックをシングルキャリア伝送することを特徴とする請求項７、８または９に記載の端末。
11. 前記リソース情報算出手段は、
    前記基準リソース割当パターンおよび前記周波数ホッピングの既知パターンに基づいて端末毎の使用リソース情報の候補をＴＴＩ毎に決定し、
    さらに、前記使用リソース情報候補が、特定端末に対応するリソースパターンがマルチキャリア伝送のリソースパターンを形成するかどうかを確認し、マルチキャリア伝送のリソースパターンを形成する場合、当該使用リソース情報候補およびこの候補に対応する前記端末毎かつＴＴＩ毎に決定した使用リソース情報の候補を全て破棄し、一方、マルチキャリア伝送のリソースパターンを形成しない場合、前記使用リソース情報候補を使用リソース情報とすることを特徴とする請求項７に記載の端末。
12. グループ化されてグループ毎に特定のサブバンドに割り当てられ、システム帯域内で、信号送信周期であるＴＴＩ毎にグループ単位で周波数ホッピングを行い、通信リソースの最小割り当て単位であるＲＵを１つまたは複数使用してトラヒックをシングルキャリア伝送する端末、を収容する基地局であって、
    特定のＴＴＩで、各端末に割り当てるＲＵの数および配置を示す基準リソース割当パターンを決定するスケジューリング手段と、
    前記スケジューリング手段が決定した基準リソース割当パターンおよびサブバンド内で実行する周波数ホッピングの既知パターンに基づいて、前記特定ＴＴＩ以降の各ＴＴＩで、各端末がトラヒック伝送で使用するＲＵの数および配置を示す使用リソースパターンを予測するパターン予測手段と、
    前記スケジューリング手段が決定した基準リソース割当パターンまたは前記パターン予測手段が予測した使用リソースパターンに従い、各端末から伝送されたトラヒックを受信するトラヒック受信手段と、
    を備えることを特徴とする基地局。
13. 前記トラヒック受信手段は、前記使用リソースパターンに基づいて特定の端末に対応するリソースパターンがマルチキャリア伝送のリソースパターンを形成しているかどうかを判断し、マルチキャリア伝送のリソースパターンを形成している場合には、当該特定の端末からの受信処理を停止することを特徴とする請求項１２に記載の基地局。
14. 前記受信手段は、前記使用リソースパターンに基づいて特定の端末に対応するリソースパターンがマルチキャリア伝送のリソースパターンを形成しているかどうかを判断し、マルチキャリア伝送のリソースパターンを形成している場合には、所定条件に基づいていずれか一つのリソースを選択し、当該選択したリソースで当該特定の端末からのトラヒックを受信することを特徴とする請求項１２に記載の基地局。
15. 前記スケジューリング手段は、前記使用リソースパターンに基づいて特定の端末に対応するリソースパターンがマルチキャリア伝送のリソースパターンを形成しているかどうかを判断し、マルチキャリア伝送のリソースパターンを形成している場合には、所定条件に基づいて当該特定端末がトラヒック伝送に使用しないリソースを特定し、さらに、当該特定したリソースを当該特定端末以外の端末へ割り当てることを特徴とする請求項１４に記載の基地局。
16. 前記パターン予測手段は、前記予測した使用リソースパターンに基づいて特定の端末に対応するリソースパターンがマルチキャリア伝送のリソースパターンを形成しているかどうかを確認し、マルチキャリア伝送のリソースパターン形成している場合には、当該予測した使用リソースパターンを破棄することを特徴とする請求項１２に記載の基地局。

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