JP4555285B2 - 基地局装置、移動局装置およびデータチャネルの割当方法 - Google Patents

Description

本発明は、基地局装置、移動局装置およびデータチャネルの割当方法に関する。

Ｗ−ＣＤＭＡにおいて下り回線の高速パケット伝送を行う方式として、ＨＳＤＰＡ（High Speed Downlink Packet Access）がある。ＨＳＤＰＡでは、複数の移動局が１つの下りデータチャネルを時分割で共用する。このため、基地局は、各移動局の回線品質に従って、各送信フレームにおいてどの移動局に対してパケットデータを送信するかを決定するスケジューリングを行う。このスケジューリングは、以下のようにして行われる。

各移動局は、下りデータチャネルの回線品質情報であるＣＱＩ（Channel Quality Indicator）を基地局に報告する。基地局は各移動局からのＣＱＩに基づいて所定のスケジューリングアルゴリズムに従って、そのフレームにおけるパケットデータの送信先の移動局とＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme；変調方式と符号化率）を決定する。回線品質に基づくスケジューリングアルゴリズムとしては、ＭＡＸ Ｃ／Ｉ法やＰＦ（Proportional Fairness）法がある。ＭＡＸ Ｃ／Ｉ法は、下りデータチャネルの瞬時の回線品質が最も良い移動局に対して下りデータチャネルを割り当てるスケジューリング方法であり、各移動局間の公平性よりもむしろ下りデータチャネルのスループットを最大にすることに適した方法である。一方、ＰＦ法は、下りデータチャネルの瞬時の回線品質と下りデータチャネルの平均回線品質との比が最も高い移動局に対して下りデータチャネルを割り当てるスケジューリング方法であり、各移動局間の公平性と下りデータチャネルのスループットとをバランス良く保つことができる方法である。このようにＨＳＤＰＡにおけるスケジューリングでは、下りデータチャネルの回線品質に基づいて下りデータチャネルのスケジューリングが行われる（例えば、特許文献１参照）。

ここで、ＨＳＤＰＡシステムの概要について説明する。図１は、ＨＳＤＰＡシステムの概念図である。まず、パケットデータを伝送するためのチャネルとして下りデータチャネルがある。この下りデータチャネルは上記のように複数の移動局で共用されるチャネルである。また、下りデータチャネルでのパケットデータの伝送に必要な制御情報を伝送するために、下りデータチャネルに付随して、下り制御チャネルと上り制御チャネルとがある。この下り制御チャネルでは、上記スケジューリングにおいてどの移動局へ下りデータチャネルが割り当てられたかを示す情報（データチャネルの割当情報）や移動局毎のＭＣＳ情報が伝送される。また、各移動局は上り制御チャネルを用いて、ＣＱＩとＡＣＫ／ＮＡＣＫを基地局に通知する。このＡＣＫ（ACKnowledgment；肯定応答）／ＮＡＣＫ（Negative ACKnowledgment；否定応答）を用いて、ＡＲＱ（Automatic Repeat reQuest；自動再送要求）が行われる。なお、図１における下り制御チャネルおよび上り制御チャネルともに、各移動局毎に存在する個別チャネルである。

このようなＨＳＤＰＡシステムにおいては、一般的に、下りデータチャネルについては送信電力を一定に保つとともに、回線品質に応じてＭＣＳを適応的に変化させて伝送レートを変化させることによりフェージングに対応する。一方で、下り制御チャネルや上り制御チャネルについては、固定の伝送レートに保つとともに、回線品質に応じて送信電力を変化させることにより所要の受信品質を得る。
特開２００３−１５２６３０号公報

ここで、フェージングの落ち込み等で上り制御チャネルの回線品質が悪いときに、その上り制御チャネルを使用する移動局に下りデータチャネルが割り当てられてパケットデータの伝送が行われると、そのパケットデータに対するＡＣＫ／ＮＡＣＫを所要受信品質で基地局に伝えるために上り制御チャネルの送信電力が大きくなってしまう。その結果、隣接セルに与える干渉が増大してしまうとともに、上り回線の容量が圧迫されてしまう。

一方、下り制御チャネルの回線品質が悪いときに、その下り制御チャネルを使用する移動局に下りデータチャネルが割り当てられると、上記割当情報やＭＣＳ情報をその移動局に対して所要受信品質で伝えるために下り制御チャネルの送信電力が大きくなってしまう。その結果、隣接セルに与える干渉が増大してしまうとともに、下り回線の容量が圧迫されてしまう。

また、上り制御チャネルについて送信電力制御が行われない通信システムにおいては、フェージングの落ち込み等で上り制御チャネルの回線品質が悪いときに、その上り制御チャネルを使用する移動局に下りデータチャネルが割り当てられてパケットデータの伝送が行われると、そのパケットデータに対するＡＣＫ／ＮＡＣＫが所要受信品質で基地局に届かなくなる。特に、セル境界付近に位置する移動局については、ＡＣＫ／ＮＡＣＫが所要受信品質で基地局に届かなくなる可能性が高い。その結果、パケットデータの再送が発生してしまい下りデータチャネルのスループットが低下してしまう。

本発明の目的は、隣接セルへの干渉を抑えて回線容量の減少を抑えつつ、スループットの低下を防ぐことができる基地局装置、移動局装置およびデータチャネルの割当方法を提供することである。

本発明の基地局装置は、データチャネルを割り当てる移動局を、データチャネルでのデータ伝送に必要な制御情報を伝送するための制御チャネルの回線品質およびデータチャネルの回線品質の双方に基づいて選択する選択手段と、選択された移動局に対してデータを無線送信する送信手段と、を具備する構成を採る。

本発明によれば、隣接セルへの干渉を抑えて回線容量の減少を抑えつつ、スループットの低下を防ぐことができる。

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）
本発明の実施の形態１に係る移動体通信システムの構成を図２に示す。この図に示すように、基地局装置を中心としたセルの中に複数の移動局装置が存在する。なお、図２の例では、３つのセルで構成される移動体通信システムを示したが、移動体通信システムを構成するセルの数は特に限定されない。

図３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ブロック図である。制御情報抽出部１０４、復調部１０５、復号部１０６、ＭＣＳ選択部１０７、符号化部１０８、変調部１０９、送信電力制御部１１０、符号化部１１２、ＨＡＲＱ（Hybrid Automatic
Repeat Request）部１１３、および変調部１１４は、データ処理部１００−１〜１００−ｎを構成する。データ処理部１００−１〜１００−ｎは、この基地局装置が収容可能な移動局数分（ｎ個）設けられるものであり、データ処理部１００−１〜１００−ｎはそれぞれ、各移動局毎のデータの処理を行う。

受信無線処理部１０２は、アンテナ１０１にて受信した受信信号を無線周波数からベースバンド周波数ヘダウンコンバート等して分離部１０３へ出力する。

分離部１０３は、受信無線処理部１０２から入力された受信信号を移動局毎に分離して、制御情報抽出部１０４へ出力する。

制御情報抽出部１０４は、分離部１０３から入力された受信信号より制御情報を抽出して復調部１０５へ出力する。この制御情報は各移動局毎の上り制御チャネルで各移動局から送られたものであり、この制御情報にはＨＡＲＱのためのＡＣＫ／ＮＡＣＫ、ＣＱＩ、下り制御チャネルの回線品質情報が含まれる。ＡＣＫ／ＮＡＣＫについては、各移動局が受信したパケットデータに対して誤り検出を行い、誤りがない場合はＡＣＫ、誤りがある場合はＮＡＣＫを基地局に報告する。また、ＣＱＩについては、各移動局が下りデータチャネルの回線品質として受信ＣＩＲを測定し、その受信ＣＩＲに応じたＣＱＩを基地局に報告する。また、下り制御チャネルの回線品質については、各移動局が下り制御チャネルの回線品質として自局用の下り制御チャネルの受信ＣＩＲを測定し基地局に報告する。

復調部１０５は、制御情報抽出部１０４から入力された制御情報を復調して復号部１０６へ出力する。

復号部１０６は、復調部１０５から入力された制御情報を復号する。そして、制御情報に含まれるＣＱＩをＭＣＳ選択部１０７および選択部１１５へ出力する。また、復号部１０６は、制御情報に含まれるＡＣＫまたはＮＡＣＫをＨＡＲＱ部１１３へ出力する。また、復号部１０６は、制御情報に含まれる下り制御チャネルの回線品質情報を選択部１１５へ出力する。

ＭＣＳ選択部１０７は、復号部１０６から入力されたＣＱＩに応じて、パケットデータの変調方式（ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、８ＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ等）および符号化率を選択する。ＭＣＳ選択部１０７は、ＣＱＩと変調方式および符号化率と対応付けたＭＣＳテーブルを保持しており、各移動局から送られてきたＣＱＩを用いてＭＣＳテーブルを参照することにより、パケットデータの変調方式および符号化率を選択する。そして、ＭＣＳ選択部１０７は、選択した変調方式を示す情報を変調部１１４へ出力し、選択した符号化率を示す情報を符号化部１１２へ出力する。

符号化部１０８は、入力される制御データを所定の符号化率で符号化して変調部１０９へ出力する。なお、制御データ１は移動局１宛ての制御データの系列であり、制御データ
ｎは移動局ｎ宛ての制御データの系列であり、下り制御チャネルで伝送されるものである。また、この制御データには、上記割当情報や移動局毎のＭＣＳ情報が含まれる。

変調部１０９は、符号化部１０８から入力された制御データを所定の変調方式に従って変調して、送信電力制御部１１０へ出力する。

送信電力制御部１１０は、制御データの送信電力を制御して多重部１１１へ出力する。この送信電力制御は、下り制御チャネルの回線品質に応じて行われる。すなわち、各移動局が下り制御チャネルの回線品質を測定し、その回線品質としきい値との比較結果に基づいてＴＰＣコマンドを作成して基地局へ報告し、基地局はそのＴＰＣコマンドに従って制御データの送信電力を上げ下げする。

符号化部１１２は、入力されるパケットデータをＭＣＳ選択部１０７で選択された符号化率で符号化してＨＡＲＱ部１１３へ出力する。なお、パケットデータ１は移動局１宛てのパケットデータの系列であり、パケットデータｎは移動局ｎ宛てのパケットデータの系列であり、下りデータチャネルで伝送されるものである。

ＨＡＲＱ部１１３は、符号化部１１２から入力されたパケットデータを変調部１１４へ出力するとともに、変調部１１４へ出力したパケットデータを一時的に保持する。そして、ＨＡＲＱ部１１３は、復号部１０６からＮＡＣＫが入力された場合には、移動局より再送要求されているため、一時的に保持している出力済みのパケットデータを再度変調部１１４へ出力する。一方、ＨＡＲＱ部１１３は、復号部１０６からＡＣＫが入力された場合には、新たなパケットデータを変調部１１４へ出力する。

変調部１１４は、ＨＡＲＱ部１１３から入力されたパケットデータをＭＣＳ選択部１０７で選択された変調方式に従って変調して、選択部１１５へ出力する。

選択部１１５は、復号部１０６から入力されたＣＱＩおよび下り制御チャネルの回線品質情報に基づいて、パケットデータ１〜ｎの中から多重部１１１へ出力するパケットデータを選択する。具体的な選択方法については後述する。

多重部１１１は、送信電力制御部１１０から入力された制御データ１〜ｎと選択部１１５から入力されたパケットデータとを多重して送信無線処理部１１６へ出力する。

送信無線処理部１１６は、多重部１１１から入力された多重化後のデータをベースバンド周波数から無線周波数にアップコンバート等してアンテナ１０１より送信する。

次いで、選択部１１５の動作について説明する。選択部１１５は、各移動局から報告された下り制御チャネルの回線品質に基づいて下りデータチャネルを割り当てる移動局を選択する。また、選択部１１５は、下りデータチャネルの回線品質を示すＣＱＩに基づいて下りデータチャネルを割り当てる移動局を選択する。まず、下り制御チャネルの回線品質に基づく移動局の選択方法について説明する。

＜選択方法１＞
選択方法１では、選択部１１５は、下り制御チャネルの回線品質がしきい値以上となる移動局を下りデータチャネルを割り当てる移動局として選択し、選択した移動局宛てのパケットデータを多重部１１１へ出力する。このしきい値は、図４に示すように、図３に示す基地局のセル内に位置し、図３に示す基地局と通信可能な移動局の総数、すなわち、図３に示す基地局が現在収容している移動局の総数（総移動局数）に応じて決定される。また、このしきい値は、図４に示すように、総移動局数が多くなるほど大きな値に設定され
る。通常、移動局数に関する情報は基地局の上位局である制御局が管理しているため、この総移動局数は、制御局から図３に示す基地局に通知される。そして、この通知された総移動局数に従って、選択部１１５は、下り制御チャネルの回線品質のしきい値を上記のように設定する。なお、総移動局数については、基地局の送信キュー（図示せず）にたまっているパケットデータのデータ量から判断することも可能である。つまり、送信キューにたまっているデータ量が多いほど総移動局数が多いと判断する。このように、選択方法１では、総移動局数が多いときは、移動局間で互いに与える干渉を少なくするためにしきい値を大きく設定し、逆に、総移動局数が少ないときは、データチャネルの回線品質を下りデータチャネルを割り当てる移動局の選択にできるだけ反映させるためにしきい値を小さく設定する。

＜選択方法２＞
選択方法２では、選択部１１５は、下り制御チャネルの回線品質が良い順に、総移動局数に応じて設定される選択数までの移動局を下りデータチャネルを割り当てる移動局として選択し、選択した移動局宛てのパケットデータを多重部１１１へ出力する。この選択数は、図５に示すように、総移動局数が多くなるほど小さな値に設定される。このように、選択方法２では、総移動局数が多いときは、移動局間で互いに与える干渉を少なくするために選択数を小さく設定し、逆に、総移動局数が少ないときは、データチャネルの回線品質を下りデータチャネルを割り当てる移動局の選択にできるだけ反映させるために選択数を大きく設定する。

次いで、選択方法１を用いた具体的な選択例について説明する。なお、最終的に選択される移動局の数は下りデータチャネルに多重可能な移動局数によって複数となることも考えられるが、ここでは説明を簡単にするため最終的に選択されるのは１つの移動局とする。また、総移動局数は‘７’とする。また、各移動局１〜７から報告された下り制御チャネルの回線品質値および下りデータチャネルの回線品質値（ＣＱＩ）は図６に示すようになったものとする。

＜選択例１＞
選択例１は、下り制御チャネルの回線品質に基づいて選択してから、さらに下りデータチャネルの回線品質に基づいて選択するものである。まず、選択部１１５は、総移動局数に応じてしきい値を設定する。今、総移動局数が‘７’であるため、図４に従い、下り制御チャネルの回線品質のしきい値は‘３dB’に設定される。そして、選択部１１５は、移動局１〜７の中から下り制御チャネルの回線品質が‘３dB’以上となる移動局を選択する。その結果、図７に示すように、まず、移動局１、４、６が選択される。次いで、移動局１、４、６の中から、ＣＱＩに基づいて１つの移動局を選択する。通常、下りデータチャネルの回線品質が良いほど報告されるＣＱＩの値が大きいため、選択部１１５は、移動局１、４、６の中から、最も大きい値のＣＱＩを報告した移動局を選択する。その結果、図７に示すように、最終的に移動局４が下りデータチャネルを割り当てる移動局として選択される。なお、例えば、下りデータチャネルに多重可能な移動局数が‘２’である場合は、最終的に移動局１および４の２つの移動局が下りデータチャネルを割り当てる移動局として選択される。

＜選択例２＞
選択例２は、選択例１とは逆に、下りデータチャネルの回線品質に基づいて選択してから、さらに下り制御チャネルの回線品質に基づいて選択するものである。まず、選択部１１５は、図８に示すように、下りデータチャネルの回線品質が最良の移動局（つまり、ＣＱＩが最も大きい移動局）である移動局２を選択する（図８（１））。そして、移動局２が報告した下り制御チャネルの回線品質値‘−４dB’と、上記選択例１と同様にして設定したしきい値‘３dB’と比較する。その結果、移動局２の下り制御チャネルの回線品質は
しきい値未満であるため、選択部１１５は、移動局２に対しては下りデータチャネルを割り当てない。移動局２がデータチャネルを割り当てる移動局として不適格であったため、次いで選択部１１５は、２番目に下りデータチャネルの回線品質が良い移動局（つまり、ＣＱＩが２番目に大きい移動局）である移動局４を選択する（図８（２））。そして、移動局４が報告した下り制御チャネルの回線品質値‘５dB’としきい値‘３dB’とを比較する。その結果、移動局４の下り制御チャネルの回線品質はしきい値以上であるため、選択部１１５は、最終的に移動局４を下りデータチャネルを割り当てる移動局として選択する。なお、例えば、下りデータチャネルに多重可能な移動局数が‘Ｋ（複数）’である場合は、Ｋ個の移動局が選択されるまで同様の処理が繰り返される。

このように本実施の形態によれば、下りデータチャネルの回線品質だけでなく下り制御チャネルの回線品質も考慮して各移動局に対する下りデータチャネルの割り当てを行う。すなわち、本実施の形態では、下り制御チャネルの回線品質が良好な移動局に対してのみ下りデータチャネルを割り当て、下り制御チャネルの回線品質が悪い移動局に対しては下りデータチャネルが割り当てられることがなくなるため、制御チャネルについて送信電力制御が行われる通信システムにおいて、上記割当情報やＭＣＳ情報を移動局に伝えるための下り制御チャネルの送信電力が大きくなってしまうことを防止することができ、隣接セルに与える干渉を抑えることができる。その結果、下り回線の容量の減少を抑えることができる。また、下り制御チャネルの回線品質が悪い移動局に対しては下りデータチャネルが割り当てられることがなくなるため、下り制御チャネルについて送信電力制御が行われない通信システムにおいても、上記割当情報やＭＣＳ情報を所要受信品質で誤りなく移動局に伝えることが可能となる。よって、これらの制御情報の誤りによって生じるパケットデータの無駄な再送を防止することができ、伝送効率を向上させることができる。

なお、制御チャネルについて送信電力制御が行われない通信システムで図３に示す基地局が使用される場合は、図３の構成において送信電力制御部１１０は不要となる。

（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ブロック図である。なお、図９において図３（実施の形態１）と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図９において、復調部１０５は、制御情報抽出部１０４から入力された制御情報を復調して復号部１０６および回線品質測定部１１７へ出力する。上記のように、この制御情報は各移動局毎の上り制御チャネルで各移動局から送られたものである。そこで、回線品質測定部１１７は、復調部１０５から入力された制御情報の受信ＣＩＲを各移動局毎の上り制御チャネルの回線品質として測定し、選択部１１５へ出力する。選択部１１５では、実施の形態１と同様にして、回線品質測定部１１７から入力された上り制御チャネルの回線品質情報（受信ＣＩＲ）に基づいて、パケットデータ１〜ｎの中から多重部１１１へ出力するパケットデータを選択する。

復号部１０６は、復調部１０５から入力された制御情報を復号する。そして、制御情報に含まれるＣＱＩをＭＣＳ選択部１０７および選択部１１５へ出力する。また、復号部１０６は、制御情報に含まれるＡＣＫまたはＮＡＣＫをＨＡＲＱ部１１３へ出力する。

このように本実施の形態によれば、下りデータチャネルの回線品質だけでなく上り制御チャネルの回線品質も考慮して各移動局に対する下りデータチャネルの割り当てを行う。すなわち、本実施の形態では、上り制御チャネルの回線品質が良好な移動局に対してのみ下りデータチャネルを割り当て、上り制御チャネルの回線品質が悪い移動局に対しては下りデータチャネルが割り当てられることがなくなるため、ＡＣＫ／ＮＡＣＫやＣＱＩを基
地局に伝えるための上り制御チャネルの送信電力が大きくなってしまうことを防止することができ、隣接セルに与える干渉を抑えることができる。その結果、上り回線の容量の減少を抑えることができる。また、上り制御チャネルの回線品質が悪い移動局に対しては下りデータチャネルが割り当てられることがなくなるため、上り制御チャネルについて送信電力制御が行われない通信システムにおいても、ＡＣＫ／ＮＡＣＫが所要受信品質で基地局に届かなくなる可能性を低くすることができる。その結果、再送の発生による下りデータチャネルのスループットの低下を抑えることができる。

（実施の形態３）
図１０は、本発明の実施の形態３に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。なお、図１０において図３（実施の形態１）と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図１０において、復調部１０５は、制御情報抽出部１０４から入力された制御情報を復調して復号部１０６へ出力する。この制御情報は、各移動局において送信電力制御されて各移動局毎の上り制御チャネルで基地局に伝送されたものである。また、この制御情報には、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ、ＣＱＩの他に、各移動局における制御情報の送信電力値（つまり、上り制御チャネルの送信電力値）が送信電力情報として含まれる。

復号部１０６は、復調部１０５から入力された制御情報を復号する。そして、制御情報に含まれるＣＱＩをＭＣＳ選択部１０７および選択部１１５へ出力する。また、復号部１０６は、制御情報に含まれるＡＣＫまたはＮＡＣＫをＨＡＲＱ部１１３へ出力する。さらに、復号部１０６は、制御情報に含まれる送信電力情報を回線品質推定部１１８に出力する。

回線品質推定部１１８は、送信電力情報と目標ＣＩＲとから、上り制御チャネルの回線品質を推定して、推定結果を選択部１１５に出力する。回線品質の推定は、以下の式（１）により行う。
ＣＩＲｔ＝Ｐｔ／（α×Ｉ） …（１）
式（１）において、ＣＩＲｔは上り制御チャネルの目標ＣＩＲを、Ｐｔは各移動局における上り制御チャネルの送信電力値を、αは上り制御チャネルの伝搬路変動値を、Ｉは上り制御チャネルが受けている干渉電力値をそれぞれ示し、α×Ｉは上り制御チャネルの回線品質を示す。また、式（１）においては、基地局において上り制御チャネルを目標ＣＩＲで受信することを前提とする。よって、式（１）から上り制御チャネルの回線品質α×Ｉは、Ｐｔ／ＣＩＲｔとして推定することができる。なお、式（１）において目標ＣＩＲに代えて受信ＣＩＲを用いて上り制御チャネルの回線品質を推定することも可能である。

選択部１１５では、実施の形態１と同様にして、回線品質推定部１１８で推定された上り制御チャネルの回線品質に基づいて、パケットデータ１〜ｎの中から多重部１１１へ出力するパケットデータを選択する。

このように本実施の形態によれば、上り制御チャネルの回線品質が良好な移動局に対してのみ下りデータチャネルを割り当て、実施の形態２同様、上り制御チャネルの回線品質が悪い移動局に対しては下りデータチャネルが割り当てられることがなくなるため、ＡＣＫ／ＮＡＣＫやＣＱＩを基地局に伝えるための上り制御チャネルの送信電力が大きくなってしまうことを防止することができ、隣接セルに与える干渉を抑えることができる。その結果、上り回線の容量の減少を抑えることができる。

また、送信電力情報と目標ＣＩＲとから上り制御チャネルの回線品質を推定することにより、上り制御チャネルが送信電力制御されている場合や、さらには目標ＣＩＲがアウタ
ーループ制御などにより制御されている場合でも、上り制御チャネルの回線品質を精度良く推定することができる。

（実施の形態４）
セル中心付近に位置する移動局は基地局との距離が近いためその移動局の制御チャネルの送信電力は小さくなる。よって、セル中心付近に位置する移動局の制御チャネルが隣接セルに与える干渉は小さい。一方、セル境界付近に位置する移動局は基地局との距離が遠いためその移動局の制御チャネルの送信電力は大きくなる。よって、セル境界付近に位置する移動局の制御チャネルが隣接セルに与える干渉は大きくなってしまう。そこで、本実施の形態では、セル境界付近に位置する移動局に対してのみ上記実施の形態１〜３に記載の制御チャネルの回線品質も考慮した下りデータチャネルの割当を行い、セル中心付近に位置する移動局に対しては制御チャネルの回線品質を考慮することなく下りデータチャネルの回線品質だけに基づいた下りデータチャネルの割当を行う。また、セル境界付近に位置する移動局か否かは、基地局と各移動局との間の距離が所定値以上であるか否かで判断する。また、距離の測定は各移動局における共通パイロットの平均受信電力により行う。

すなわち、各移動局は、共通パイロットチャネルの長区間の平均受信電力を測定して、その測定結果を制御情報に含めて上り制御チャネルで周期的に基地局（図３、９、１０）に報告する。基地局（図３、９、１０）の復号部１０６は、制御情報に含まれる平均受信電力をＣＱＩとともに選択部１１５に出力する。ここで、共通パイロットチャネルの平均受信電力が小さいほど基地局からの距離が遠い地点に位置する移動局であると判断できる。つまり、共通パイロットチャネルの平均受信電力が所定値未満の移動局は、基地局との間の距離が所定値以上にあり、セル境界付近に位置する移動局と判断できる。そこで、選択部１１５は、各移動局での共通パイロットチャネルの平均受信電力と所定のしきい値とを比較し、平均受信電力がしきい値未満の移動局に対してのみ上記実施の形態１〜３に記載の制御チャネルの回線品質も考慮した下りデータチャネルの割当を行う。それ以外の移動局に対しては従来どおり下りデータチャネルの回線品質だけに基づいて下りデータチャネルの割当を行う。

このように本実施の形態によれば、隣接セルへ与える干渉が大きいセル境界付近に位置する移動局に対してのみ制御チャネルの回線品質も考慮した下りデータチャネルの割り当てを行い、それ以外の隣接セルへ与える干渉が小さい移動局に対しては従来どおり下りデータチャネルの回線品質だけに基づいて下りデータチャネルの割り当てを行うため、隣接セルに与える干渉を抑えつつ、隣接セルへ与える干渉が小さい移動局に対するパケットデータの伝送効率を高めることができる。

（実施の形態５）
図１１は、本発明の実施の形態５に係る移動局装置の構成を示すブロック図である。

図１１において、受信無線処理部２０２は、アンテナ２０１にて受信した受信信号を無線周波数からベースバンド周波数ヘダウンコンバート等して分離部２０３へ出力する。

分離部２０３は、受信無線処理部２０２から入力された信号をデータチャネル信号と制御チャネル信号とに分離し、データチャネル信号を復調部２０４およびデータチャネル品質測定部２０８に出力するとともに、制御チャネル信号を復調部２０６および制御チャネル品質測定部２１１へ出力する。

復調部２０４は、データチャネル信号を復調し、復号部２０５は、復調後のデータチャネル信号を復号する。これにより、パケットデータが得られる。

復調部２０６は、制御チャネル信号を復調し、復号部２０７は、復調後の制御チャネル信号を復号する。これにより、制御データが得られる。また、復号部２０６は、制御データに含まれるＡＣＫまたはＮＡＣＫをＨＡＲＱ部２１８へ出力する。ＡＣＫ／ＮＡＣＫについては、基地局が受信したパケットデータに対して誤り検出を行い、誤りがない場合はＡＣＫ、誤りがある場合はＮＡＣＫを移動局に報告する。

データチャネル品質測定部２０８は、データチャネル信号の受信品質（例えば、受信ＣＩＲ）を測定し、フィードバック情報生成部２０９へ出力する。

フィードバック情報生成部２０９は、データチャネル信号の受信品質から回線品質情報であるＣＱＩ（Channel Quality Indicator）をフィードバック情報として生成し、送信制御部２１０へ出力する。

制御チャネル品質測定部２１１は、制御チャネル信号の受信品質（例えば、受信ＣＩＲ）を測定し、フィードバック判定部２１２へ出力する。

フィードバック判定部２１２は、制御チャネル信号の受信品質を所定のしきい値と比較し、受信品質がしきい値以上であればＣＱＩのフィードバックを行うと判定し、しきい値未満であればＣＱＩのフィードバックを行わないと判定する。この判定結果は、送信制御部２１０へ出力される。

送信制御部２１０は、判定結果がフィードバックを行うという結果であればＣＱＩを符号化部２１３へ出力し、判定結果がフィードバックを行わないという結果であれば何も出力しない。

符号化部２１３は、送信制御部２１０からＣＱＩが入力されれば、そのＣＱＩを符号化して変調部２１４へ出力する。なお、符号化部２１３は、送信制御部２１０からの入力がない場合は処理を行わない。

変調部２１４は、符号化部２１３から入力されたＣＱＩを所定の変調方式に従って変調して、送信電力制御部２１５へ出力する。

送信電力制御部２１５は、ＣＱＩの送信電力を制御して多重部２１６へ出力する。この送信電力制御は、上り制御チャネルの回線品質に応じて行われる。すなわち、基地局が上り制御チャネルの回線品質を測定し、その回線品質としきい値との比較結果に基づいてＴＰＣコマンドを作成して移動局へ報告し、移動局はそのＴＰＣコマンドに従ってＣＱＩの送信電力を上げ下げする。

符号化部２１７は、入力されるパケットデータを符号化してＨＡＲＱ部２１８へ出力する。

ＨＡＲＱ部２１８は、符号化部２１７から入力されたパケットデータを変調部２１９へ出力するとともに、変調部２１９へ出力したパケットデータを一時的に保持する。そして、ＨＡＲＱ部２１８は、復号部２０７からＮＡＣＫが入力された場合には、基地局より再送要求されているため、一時的に保持している出力済みのパケットデータを再度変調部２１９へ出力する。一方、ＨＡＲＱ部２１８は、復号部２０７からＡＣＫが入力された場合には、新たなパケットデータを変調部２１９へ出力する。

変調部２１９は、ＨＡＲＱ部２１８から入力されたパケットデータを所定の変調方式に従って変調して、多重部２１６へ出力する。

多重部２１６は、送信電力制御部２１５から入力されたＣＱＩと変調部２１９から入力されたパケットデータとを多重して送信無線処理部２２０へ出力する。

送信無線処理部２２０は、多重部２１６から入力された多重化後のデータをベースバンド周波数から無線周波数にアップコンバート等してアンテナ２０１より送信する。

なお、本実施の形態に係る移動局がＣＱＩをフィードバックしない場合は、基地局では、その移動局については、上記選択部１１５にて用いられるＣＱＩを最小値のＣＱＩ（図６〜８ではＣＱＩ＝１）とみなして処理を行う、または、上記選択部１１５における処理対象から除外する。

このように本実施の形態によれば、移動局は、制御チャネルの回線品質に応じてデータチャネルのＣＱＩの基地局へのフィードバックを行うか否かを判定する。つまり、制御チャネルの回線品質がしきい値以上であればデータチャネルの受信品質情報を基地局へ送信し、制御チャネルの回線品質がしきい値未満であればデータチャネルの受信品質情報を基地局へ送信しない。このようにして、本実施の形態では、無駄なＣＱＩのフィードバックを行わないため、上り回線の送信量を低減することができる。これにより、隣接セルに与える干渉を抑えることができ、その結果上り回線の容量の増大を図ることができる。また、基地局において、制御チャネルの品質が劣悪な移動局を処理対象から除外することができるので、基地局での処理量を低減することができる。なお、基地局において、制御チャネルの品質が劣悪な移動局宛のパケットデータは割り当てられない可能性が高いので、パケットデータのスループットを低下させることはない。

なお、上記実施の形態においては、データチャネルの割当をいわゆるＭａｘＣ／Ｉ法により行ったが、例えば、いわゆるＰＦ（Proportional Fairness）法により行ってもよい。ＭａｘＣ／Ｉ法は、瞬時の回線品質だけに基づくスケジューリングアルゴリズムであり、各移動局間の公平性よりもむしろ下りデータチャネルのスループットを最大にすることに適したアルゴリズムである。一方、ＰＦ法は、長区間の平均の回線品質と瞬時の回線品質との比に基づくスケジューリングアルゴリズムであり、各移動局間の公平性と下りデータチャネルのスループットとをバランス良く保つことができるアルゴリズムである。

また、上記実施の形態において、回線品質の推定および測定は、受信ＳＮＲ、受信ＳＩＲ、受信ＳＩＮＲ、受信ＣＩＮＲ、受信電力、干渉電力、ビット誤り率、スループット、所定の誤り率を達成できるＭＣＳ等により行うことができる。

また、回線品質情報は、ＣＱＩやＣＳＩ（Channel State Information）等と表されることがある。

また、移動局から基地局へのフィードバック情報は回線品質情報だけでなく、ＡＣＫ／ＮＡＣＫでも良いし、その他の情報であっても良い。

また、上記実施の形態におけるデータチャネルとしては、例えば、３ＧＰＰ規格では、ＨＳ−ＤＳＣＨ、ＤＳＣＨ、ＤＰＤＣＨ、ＤＣＨ、Ｓ−ＣＣＰＣＨ、ＦＡＣＨ等がある。

また、上記実施の形態における制御チャネルとしては、例えば、３ＧＰＰ規格では、ＨＳ−ＤＳＣＨに付随する（associated）チャネルであるＨＳ−ＳＣＣＨ、ＨＳ−ＤＰＣＣＨ、ＲＲＭ（Radio Resource Management）のための制御情報を通知するためのＤＣＣＨ、Ｓ−ＣＣＰＣＨ、Ｐ−ＣＣＰＣＨ、ＰＣＨ、ＢＣＨ物理チャネルの制御のためのＤＰＣＣＨ等がある。

また、上記実施の形態における基地局は‘Ｎｏｄｅ Ｂ’、移動局は‘ＵＥ’と表されることがある。

また、上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されても良いし、一部又は全てを含むように１チップ化されても良い。

ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。

また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現しても良い。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用しても良い。

さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行っても良い。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。

本明細書は、２００４年３月３０日出願の特願２００４−１００１６５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。

本発明にかかる基地局装置およびデータチャネルの割当方法は、高速パケット伝送システムや無線ＬＡＮシステム等において特に有用である。

ＨＳＤＰＡシステムの概念図 本発明の実施の形態１に係る移動体通信システムの構成図 本発明の実施の形態１に係る基地局装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係る選択方法１の説明図 本発明の実施の形態１に係る選択方法２の説明図 本発明の実施の形態１に係る下り制御チャネルの回線品質値および下りデータチャネルの回線品質値（ＣＱＩ）を示す図 本発明の実施の形態１に係る選択例１の説明図 本発明の実施の形態１に係る選択例２の説明図 本発明の実施の形態２に係る基地局装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態３に係る基地局装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態５に係る移動局装置の構成を示すブロック図

Claims (12)

1. データチャネルを割り当てる移動局を、データチャネルでのデータ伝送に必要な制御情報を伝送するための制御チャネルの回線品質およびデータチャネルの回線品質の双方に基づいて選択する選択手段と、
   選択された移動局に対してデータを無線送信する送信手段と、
   を具備する基地局装置。
2. 前記選択手段は、制御チャネルの回線品質が、前記基地局装置が現在収容している移動局の総数に応じて設定されるしきい値以上となる移動局を選択する、
   請求項１記載の基地局装置。
3. 前記選択手段は、制御チャネルの回線品質が良い順に、前記基地局装置が現在収容している移動局の総数に応じて設定される選択数まで移動局を選択する、
   請求項１記載の基地局装置。
4. 前記選択手段は、制御チャネルの回線品質に基づく選択を行った後にデータチャネルの回線品質に基づく選択を行う、
   請求項１記載の基地局装置。
5. 前記選択手段は、データチャネルの割当情報またはＭＣＳ情報を伝送するための下り制御チャネルの回線品質に基づいて、データチャネルを割り当てる移動局を選択する、
   請求項１記載の基地局装置。
6. 前記選択手段は、ＡＣＫまたはＮＡＣＫを伝送するための上り制御チャネルの回線品質に基づいて、データチャネルを割り当てる移動局を選択する、
   請求項１記載の基地局装置。
7. 前記選択手段は、前記基地局との間の距離が所定値以上にある移動局に対してのみ、制御チャネルの回線品質およびデータチャネルの回線品質の双方に基づく選択を行う、
   請求項１記載の基地局装置。
8. 制御チャネルの回線品質を測定する第１測定手段と、
   データチャネルの回線品質を測定する第２測定手段と、
   前記データチャネルの回線品質から回線品質情報を生成する生成手段と、
   前記制御チャネルの回線品質に基づいて、前記回線品質情報を送信するか否か判定する判定手段と、
   を具備する移動局装置。
9. 前記判定手段は、前記制御チャネルの回線品質がしきい値以上であれば前記回線品質情報を送信すると判定し、前記制御チャネルの回線品質がしきい値未満であれば前記回線品質情報を送信しないと判定する、
   請求項８記載の移動局装置。
10. 前記第１測定手段は、制御チャネルの受信ＳＩＲを用いて回線品質を測定する、
    請求項８記載の移動局装置。
11. 前記第１測定手段は、制御チャネルの所要送信電力を用いて回線品質を測定する、
    請求項８記載の移動局装置。
12. データチャネルを割り当てる移動局を、データチャネルでのデータ伝送に必要な制御情報を伝送するための制御チャネルの回線品質およびデータチャネルの回線品質の双方に基づいて選択するデータチャネルの割当方法。

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