JP5087083B2

JP5087083B2 - スケジューリング方法および制御局装置

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Inventors: 晋平藤; 泰弘浜口; 秀夫難波; 稔窪田
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Description

本発明は、セルラー無線方式を用いる無線通信システムに用いられるスケジューリング方法および制御局装置に関する。

近年のデータ通信量の増加に伴い、より高い周波数利用効率を有する移動体通信システムの必要性が高まっており、全てのセルで同じ周波数帯域を使用する１セルリユースセルラシステムに関する様々な検討が進められている。１セルリユースセルラシステムの１つであり、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）を中心に標準化が進められているＥ‐ＵＴＲＡ（Evolved Universal Terrestrial Radio Access）システムにおいては、ダウンリンク伝送方式としてＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）方式が、アップリンク伝送方式としてＳＣ‐ＦＤＭＡ（Single Carrier‐Frequency Division Multiple Access）方式が最も有力な候補として検討されている（例えば、非特許文献１参照）。

このうち、ＯＦＤＭＡ方式は、マルチパスフェージングに対する耐性に優れたＯＦＤＭ信号を用いて、時間および周波数で分割されたリソースブロック単位で端末がアクセスする方式であるが、高いＰＡＰＲ（Peak‐to‐Average Power Ratio）を有するため、送信電力制限の厳しいアップリンク伝送方式としては適さない。これに対し、ＳＣ‐ＦＤＭＡ方式は、ＯＦＤＭ等のマルチキャリア方式に対してＰＡＰＲを低く抑え、広いカバレッジを確保できることから、アップリンク伝送に適している。

このＳＣ‐ＦＤＭＡ方式を用いた送信装置（端末側送信装置）の構成を図１１に示す。図１１に示すように、ＳＣ‐ＦＤＭＡ方式を用いる送信装置においては、まず、符号部１０００において送信データの誤り訂正符号化が行なわれ、変調部１００１において変調が施される。次に、変調された送信信号は、Ｓ／Ｐ部１００２においてシリアル・パラレル変換された後、ＤＦＴ（Discrete Fourier Transform）部１００３において周波数領域の信号に変換される。

このように周波数領域の信号に変換された送信信号は、サブキャリアマッピング部１００４において伝送に用いるスペクトル（サブキャリア）にマッピングされる。ここで、伝送に用いられないスペクトル（サブキャリア）については、ゼロが挿入される。サブキャリアマッピング部１００４において伝送に用いるスペクトル上にマッピングされた送信信号は、次に、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）部１００５に入力され、周波数領域の信号から時間領域の信号へ変換される。そして、Ｐ／Ｓ部１００６を経由して、ＧＩ（Guard Interval）挿入部１００７においてＧＩが挿入され、Ｄ／Ａ部１００８においてアナログ信号に変換された後、無線部１００９において無線周波数帯域信号にアップコンバートされ、アンテナ部１０１０から送信される。

このように生成された送信信号は、マルチキャリア信号と比較してＰＡＰＲが低く、さらに、ＤＦＴを用いて一旦周波数領域の信号に変換していることから、スペクトル制御が容易に行なえるという特長を有する。３ＧＰＰにおいては、低いＰＡＰＲ特性を維持したスペクトル制御方法として、図１２に示す２つの手法が提案されている。図１２（ａ）に示すＬｏｃａｌｉｚｅｄ配置は、ＤＦＴ部１００３において周波数領域の信号に変換された送信信号の連続したスペクトル配置を維持する手法であり、図１２（ｂ）に示すＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ配置は、ＤＦＴ部１００３において周波数領域の信号に変換された送信信号の連続したスペクトルを一定間隔で再配置する手法である。これらのうち、Ｌｏｃａｌｉｚｅｄ配置を用いる場合には、各端末からの信号が高い受信電力でそれぞれ受信される連続スペクトルを選択することによりマルチユーザダイバーシチ効果を得ることができる。一方、Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ配置を用いる場合には、Ｌｏｃａｌｉｚｅｄ配置を用いる場合と比較して広い周波数帯域にわたってスペクトルを配置するため、周波数ダイバーシチ効果を得ることができる。

また、図１２に示す２つの手法と比較して、より柔軟なスペクトル制御を実現する方法として、ＳＣ‐ＡＳＡ（Single Carrier‐Adaptive Spectrum Allocation：適応スペクトル配置シングルキャリア）方式が提案されている（例えば、非特許文献２）。このＳＣ‐ＡＳＡ方式は、各ユーザからの信号の受信状況に応じて伝送に使用するスペクトルを自由に配置する方式であり、上述のＬｏｃａｌｉｚｅｄ配置やＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ配置を行なう場合と比べＰＡＰＲはやや高くなるものの、高い受信信号電力が得られるスペクトルを選択することにより受信特性を大幅に向上することができる。

ＳＣ‐ＡＳＡ方式においては、伝送に用いるサブキャリアを幾つかのブロックに分割し、ブロック内のサブキャリアを連続してマッピングすることによりＰＡＰＲを低く抑えることも可能である。ＰＡＰＲは、端末が基地局から離れた地点に位置し高い送信電力を要する場合や、非線形増幅器へのバイアス電圧を下げ低消費電力モードで伝送を行なう場合等、非線形増幅器により信号に歪が生じる可能性が高くなる場合に、特に低減する必要がある。このため、各端末の状況に応じたサブキャリアのブロック化を行なった上でスペクトルの制御（配置）を行なうことが重要であり、そのような場合には、様々なサイズでサブキャリアがブロック化された端末が同時にアクセスする端末（以下、適宜「同時アクセス端末」という）として混在することとなる。

セルラシステムにおいては、複数の端末が以上のような伝送方式を用いて基地局にアクセスし、データ伝送を行なうこととなるが、非特許文献１および非特許文献２においては、アクセスは、使用可能な全周波数帯域を幾つかに分割したサブチャネル単位で行なわれることとなっている。したがって、ＳＣ‐ＡＳＡ方式のように、使用するスペクトルを柔軟に配置する方法であっても、１サブチャネルの範囲を超えてスペクトルを配置することは想定されておらず、サブチャネル内でのみ適応的なスペクトル配置が行なわれることとなる。

このようにサブチャネル単位で端末がアクセスするシステムにおいては、同時にアクセス可能な端末数はサブチャネル数で限定されるため、各端末に対するスペクトル制御に先立って、まず、同時にアクセスする端末を選択し、選択された各端末にサブチャネルの割り当てを行なう必要がある。ここで、同時アクセス端末の選択（スケジューリング）方法としては、ラウンドロビン方式やＭａｘＣＩＲ（Carrier‐to‐Interference power Ratio）方式、ＰＦ（Proportional Fairness）方式等が挙げられる（例えば、非特許文献３参照）。

このうち、ラウンドロビン方式は、データを有する端末を全てキューに入れ、サブチャネル数分（最大）の端末を順次キューから選択する方式である。キューから選択され、一定のデータ伝送を終えた端末は、キューの最後尾に再び入れられる。このラウンドロビン方式は、全ての端末に対して送信機会を公平に与えることができる方式であるが、各端末の伝搬路状況を全く考慮しないため、セルスループットが低く抑えられてしまうという欠点がある。これに対し、ＭａｘＣＩＲ方式は、伝搬路状況が最も良好な端末をサブチャネル数分（最大）だけ選択する方式である。このＭａｘＣＩＲ方式を用いる場合には、セルスループットを最大にすることができるが、基地局の近くに位置する端末が送信機会を得ることが非常に多く、端末間の公平性に欠ける。

ＰＦ方式は、各端末の平均受信電力を常時更新し、瞬時の受信電力と平均受信電力との差を算出して、その差が大きい端末をサブチャネル数分（最大）だけ選択する方式である。この方式を用いる場合には、伝搬路状況が最も大きく向上している端末に送信機会を与えることができるため、ＭａｘＣＩＲ方式を用いる場合には劣るものの、ラウンドロビン方式を用いる場合に比べてセルスループットを向上することができる。また、受信電力の絶対値ではなく、瞬時受信電力と平均受信電力との差を基準とすることから、基地局の近くに位置する端末ばかりが選択されることはなく、端末間の公平性も保つことができる。
3GPP, TR 25.814 v7.1.0, "Physical Layer Aspects for Evolved UTRA" 信学技法 RCS2006-233 3GPP, TR 25.876 v7.0.0, "Multiple Input Multiple Output in UTRA"

ＳＣ‐ＡＳＡ方式のように柔軟なスペクトル配置を行なう方式において、更に配置の自由度を高めるためには、非特許文献２に記載されているようなサブチャネル単位でのアクセスを行なうのではなく、使用可能な周波数帯域内に自由にサブキャリアを配置することが重要となる。帯域内で自由にサブキャリアを配置することにより、サブチャネルといった制限がある場合に比べ、伝搬路状況の優れたサブキャリアを選択できる確率が高まるため、より高いセルスループットが得られるものと期待される。

しかしながら、ＳＣ‐ＡＳＡ方式により様々なサイズでサブキャリアをブロック化した多くの端末が共存する状況において、上述のような非常に自由度の高いサブキャリア配置を行なう場合、同時アクセス端末をラウンドロビン方式やＭａｘＣＩＲ方式、ＰＦ方式で選択すると、端末によってはサブキャリアを割り当てることができない状況が生じることがある。これは、端末の位置や消費電力モード等の様々な理由からサブキャリアをブロック化して伝送しなければならない端末へサブキャリアの割り当てを行なう際には、ブロックに含まれるサブキャリア数だけ連続した未割り当てサブキャリアがなければならないが、同時アクセス端末として選択された各端末が用いるブロックのサイズと各端末が選択するサブキャリアの位置によっては、各端末へのサブキャリアの割り当てが進むにつれて、ブロックサイズ分だけ連続した未割り当てサブキャリアを確保できないことが起こるためである。

このようなサブキャリアを割り当てることができない状況の一例を図１３に示す。なお、図１３においては、端末が用いるサブキャリアブロックの数およびブロックに含まれるサブキャリア数として表１に示す値を用い、表１の各端末がセル内に分布する場合のスペクトル割り当て結果の一例を示している。また、図１３においては、使用可能な全サブキャリア数を３８４とし、各端末が用いることができる最大サブキャリア数を６４、最小サブキャリア数を１６、ブロックに含まれるサブキャリア数（ブロックサイズ）は表１に示すように６４、３２、１６、８、４、１（ブロック化しない場合と同等）としている。また、ブロック化するサブキャリア数が同一となる端末はそれぞれ６端末ずつである（ａ〜ｆ）。ここで、表１や図１３の中の括弧内の数は各端末のブロック数を示しており、図１３ではそれぞれの端末が割り当てられたサブキャリアを矩形の範囲で表している。

先に述べた３つの方式（ラウンドロビン方式、ＭａｘＣＩＲ方式、ＰＦ方式）はそれぞれ異なる基準で同時アクセス端末を選択する手法であるが、ここではそれらによる端末の選択結果が同じであったものとし、図１３の上部に示す６端末（ＭＴ（６４）ｂ、ＭＴ（６４）ｃ、ＭＴ（６４）ｄ、ＭＴ（３２）ａ、ＭＴ（３２）ｅ、ＭＴ（３２）ｃで、これらの端末において必要なサブキャリア数は全部で３２０）が選択されたものとする。このような６端末が同時アクセス端末として選択され、左方側の端末（必要なサブキャリア数の多い端末）から順に伝搬路状況の優れたサブキャリアを選択した場合には、図１３に示すようなサブキャリアの割り当てとなることがある。図１３においては、使用可能なサブキャリアが９６サブキャリアほど残っているにも関わらず、連続した３２サブキャリアを確保できないため、ＭＴ（３２）ｃを割り当てることができない状況を示している。

このような場合には、同時アクセス端末全てに対するサブキャリアの割り当てが完了するようにサブキャリアの割り当て、または同時アクセス端末の選択とサブキャリアの割り当てを繰り返すか、連続サブキャリアが割り当てられないと判断された端末（ここではＭＴ（３２）ｃ）のデータ伝送を延期するといった処理が必要となる。このような処理を行なう場合において、前者はスケジューリングが非常に非効率的であり、また、同時アクセス端末として選択された端末全てに対するサブキャリアの割り当てを行なうためには伝搬路状況を考慮せずにサブキャリアの選択を行なうことも必要となるため、周波数利用効率が低下してしまう。後者は、未使用サブキャリアがあるにも関わらずデータ伝送に用いられないため、特に隣接セルからの干渉が少ない状況等において周波数利用効率が著しく低下する。

本発明は、このような問題点に鑑みて為されたものであり、連続するサブキャリアを適切に端末に割り当てることができるスケジューリング方法および制御局装置を提供することを目的とする。

（１）上記の目的を達成するため、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明に係るスケジューリング方法は、１つ以上のサブキャリアから構成され、通信相手である通信端末が信号送信に使用するブロックを、使用可能な帯域内に割り当てるスケジューリング方法であって、前記ブロックを構成するサブキャリア数が異なる通信端末を、同時に信号送信を行なう同時通信端末として優先的に選択し、前記同時通信端末が使用する前記ブロックを、前記使用可能な帯域内に割り当てることを特徴としている。

このように、ブロックを構成するサブキャリア数が異なる通信端末を同時通信端末として優先的に選択し、同時通信端末が使用するブロックを使用可能な帯域内に割り当てるようにしたので、連続するサブキャリアが確保できないために通信端末が使用するブロックを割り当てることができない事態を回避することができる。これにより、サブキャリアの割り当てを柔軟に行なうことが可能となる。

（２）また、本発明のスケジューリング方法において、前記ブロックを構成するサブキャリア数が予め決められた範囲内となる前記通信端末をグループ化し、少なくとも２つ以上のグループから前記同時通信端末を選択することを特徴としている。

このように、ブロックを構成するサブキャリア数が予め決められた範囲内となる通信端末をグループ化し、少なくとも２つ以上のグループから同時通信端末を選択するので、ブロックを構成するサブキャリア数が異なる同時通信端末を少なくとも２つ以上確実に選択することが可能となる。特に、ブロックを構成するサブキャリア数が予め決められた範囲内となる通信端末をグループ化するので、サブキャリア数が異なるブロックが多数存在する場合にも、柔軟に対応しながら同時通信端末を選択することが可能となる。

（３）また、本発明のスケジューリング方法において、前記ブロックを構成するサブキャリア数が同一となる前記通信端末をグループ化し、各グループから前記同時通信端末を少なくとも１つ選択することを特徴としている。

このように、ブロックを構成するサブキャリア数が同一となる通信端末をグループ化し、各グループから同時通信端末を少なくとも１つ選択するので、ブロックを構成するサブキャリア数が異なる同時通信端末を少なくとも１つずつ確実に選択することが可能となる。

（４）また、本発明のスケジューリング方法において、前記同時通信端末として選択された通信端末がそれぞれ使用する前記ブロックを、通信端末ごとに伝搬路状況が良好な周波数に割り当てることを特徴としている。

このように、同時通信端末として選択された通信端末がそれぞれ使用する前記ブロックを、通信端末ごとに伝搬路状況が良好な周波数に割り当てるので、伝搬路状況に応じたサブキャリアの割り当てを柔軟に行なうことが可能となる。

（５）また、本発明のスケジューリング方法において、前記同時通信端末として選択された通信端末がそれぞれ使用する前記ブロックを、ブロックサイズの大きい順に割り当てることを特徴としている。

このように、同時通信端末として選択された通信端末がそれぞれ使用する前記ブロックを、ブロックサイズの大きい順に割り当てるので、サイズの小さいブロックが割り当てられる順序は後になる。サイズの小さいブロックは、サイズの大きいブロックよりもスペクトルの配置が自由であるため、未割り当てのサブキャリアが残っているにもかかわらず通信端末（ブロック）を割り当てることができない状況を回避することができる。

（６）また、本発明のスケジューリング方法において、前記ブロックを構成するサブキャリア数は、前記通信端末と通信を行なう制御局装置と前記通信端末の間の距離、前記通信端末の送信電力または前記通信端末の消費電力モードの少なくともいずれか１つに基づいて決定されることを特徴としている。

このように、制御局装置と通信端末の間の距離または通信端末の送信電力または通信端末の消費電力モードの少なくともいずれか１つに基づいて決定されるので、通信端末における現在の状況に応じてブロックを構成するサブキャリア数を決定することができる。これにより、増幅器において信号が非線形に増幅される状況を回避することが可能となる。

（７）また、本発明のスケジューリング方法において、前記制御局装置と前記通信端末の間の距離が一定距離よりも大きい場合、前記送信電力が一定値よりも大きい場合または前記通信端末の消費電力モードが低消費電力モードである場合に、前記ブロックを構成するサブキャリア数を増加させることを特徴としている。

このように、制御局装置と通信端末との間の距離が一定距離よりも大きい場合、送信電力が一定値よりも大きい場合または通信端末の消費電力モードが低消費電力モードである場合に、ブロックを構成するサブキャリア数を増加させるので、送信信号のＰＡＰＲ特性が劣化し信号が非線形増幅される状況を回避することが可能となる。

（８）また、本発明のスケジューリング方法において、前記通信端末は、適応スペクトル配置を用いたシングルキャリア伝送を行なう通信端末であることを特徴としている。

このように、通信端末が、適応スペクトル配置を用いたシングルキャリア伝送を行なうので、信号の受信状況に応じて伝送に使用するスペクトルを自由に配置することができる。これにより、連続するサブキャリアを適切に端末に割り当てることができるという効果を奏しながら、通信端末における受信特性を向上することが可能となる。

（９）また、本発明のスケジューリング方法において、前記ブロックを構成するサブキャリア数が１である前記通信端末には、ＯＦＤＭ伝送を行なう通信端末が含まれることを特徴としている。

このように、ブロックを構成するサブキャリア数が１である通信端末には、ＯＦＤＭ伝送を行なう通信端末が含まれるので、ＯＦＤＭ伝送を行なう通信端末と、これ以外の伝送方式（例えば、適応スペクトル配置を用いたシングルキャリア伝送方式）で伝送を行なう通信端末とを同時通信端末として選択する柔軟なスケジューリングを行なうことが可能となる。

（１０）また、本発明に係る制御局装置は、１つ以上のサブキャリアから構成され、通信相手である通信端末が信号送信に使用するブロックを使用可能な帯域内に割り当てて通信を行なう制御局装置であって、前記ブロックを構成するサブキャリア数が異なる通信端末を、同時に信号送信を行なう同時通信端末として優先的に選択し、前記同時通信端末が使用する前記ブロックを、前記使用可能な帯域内に割り当てるスケジューリング部を有することを特徴としている。

（１１）また、本発明の制御局装置において、前記通信端末に、適応スペクトル配置を用いたシングルキャリア伝送を行なうよう指示する制御情報を送信することを特徴としている。

このように、通信端末に、適応スペクトル配置を用いたシングルキャリア伝送を行なうよう指示する制御情報を送信するので、当該通信端末において、信号の受信状況に応じて伝送に使用するスペクトルを自由に配置することができる。これにより、サブキャリアを柔軟に割り当てることができるという効果を奏しながら、当該通信端末における受信特性を向上することが可能となる。

（１２）また、本発明の制御局装置において、前記ブロックを構成するサブキャリア数が１である前記通信端末には、ＯＦＤＭ伝送を行なうよう指示する制御情報を送信することを特徴としている。

このように、ブロックを構成するサブキャリア数が１である前記通信端末には、ＯＦＤＭ伝送を行なうよう指示する制御情報を送信するので、ＯＦＤＭ伝送を行なう通信端末と、これ以外の伝送方式（例えば、適応スペクトル配置を用いたシングルキャリア伝送方式）で伝送を行なう通信端末とを同時通信端末として選択する柔軟なスケジューリングを行なうことが可能となる。

本発明によれば、ブロックを構成するサブキャリア数が異なる通信端末を同時通信端末として優先的に選択し、同時通信端末が使用するブロックを使用可能な帯域内に割り当てるようにしたので、連続するサブキャリアが確保できないために通信端末が使用するブロックを割り当てることができない事態を回避することができる。これにより、サブキャリアの割り当てを柔軟に行なうことが可能となる。

本発明に係るスケジューリング方法により表２に示すグループ化が行なわれた場合のスペクトル割り当て結果の一例を示す図である。本発明の第１の実施形態に係るスケジューリング方法を用いる基地局装置の構成を示すブロック図である。第１の実施形態に係るスケジューリング方法を用いる基地局と通信を行なう端末の送信装置の構成を示すブロック図である。第１の実施形態に係るスケジューリング方法における端末の制御を説明するためのフローチャートである。第１の実施形態に係るスケジューリング方法における基地局の制御を説明するためのフローチャートである。本発明の第２の実施形態に係るスケジューリング方法における基地局の制御を説明するためのフローチャートである。本発明の第３の実施形態に係るスケジューリング方法で対象とされる端末の送信装置の構成を示すブロック図である。第３の実施形態に係るスケジューリング方法を用いる基地局の構成を示すブロック図である。第３の実施形態に係るスケジューリング方法における端末の制御を説明するためのフローチャートである。第３の実施形態に係るスケジューリング方法における基地局の制御を説明するためのフローチャートである。ＳＣ‐ＦＤＭＡ方式を用いた端末側の送信装置の構成を示すブロック図である。３ＧＰＰにおいて、低いＰＡＰＲ特性を維持したスペクトル制御方法として提案される手法を説明するための図である。ブロックサイズと各端末が選択するサブキャリアの位置によってサブキャリアを割り当てることができない状況の一例を示す図である。

符号の説明

１０、２０受信部
１１送信部
１２スケジューリング部
１００アンテナ部
１０１無線部
１０２Ａ／Ｄ変換部
１０３同期部
１０４ＧＩ除去部
１０５Ｓ／Ｐ変換部
１０６ＦＦＴ部
１０７サブキャリアデマッピング部
１０８等化部
１０９ＩＤＦＴ部
１１０復調・誤り訂正復号部
１１１ダウンリンク送信信号生成部
１１２Ｄ／Ａ変換部
１１３無線部
１１４アンテナ部
２００ＳＣ‐ＦＤＭＡ信号処理部
２０１ＯＦＤＭ信号処理部
２０２データ選択部
２０３伝搬路推定部
２０４伝搬路補償部
１０００符号部
１００１変調部
１００２Ｓ／Ｐ部
１００３ＤＦＴ部
１００４サブキャリアマッピング部
１００５ＩＦＦＴ部
１００６Ｐ／Ｓ部
１００７ＧＩ挿入部
１００８Ｄ／Ａ部
１００９無線部
１０１０アンテナ部
２０００切り替え部

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。まず、本発明に係るスケジューリング方法の概要について説明する。上述した問題は、同時アクセス端末を選択する従来のスケジューリング方法が、各端末が使用するサブキャリアのブロックサイズを全く考慮しない方法であるため、ブロックサイズの大きい端末ばかりが同時アクセス端末として選択されることにより生じるものである。これに対し、本発明に係るスケジューリング方法においては、使用するサブキャリアのブロックサイズが同一、または予め決められた範囲内となる端末をグループ化し、各グループから同時アクセス端末の選択を行なうものである。このように、各端末が使用するサブキャリアのブロックサイズを考慮してスケジューリングを行なうことにより、伝搬路状況に応じたサブキャリアの選択を行ないつつ、連続するサブキャリアが確保できないために端末を割り当てることができない状況を回避することが可能となる。

（第１の実施形態）
第１の実施形態は、表１に示す通信端末（以下、単に「端末」という。）がセル内に分布する状況に本発明を適用した場合の具体例について示す。但し、表１に示す端末は、全て、ＳＣ‐ＡＳＡ（Single Carrier‐Adaptive Spectrum Allocation：適応スペクトル配置シングルキャリア）方式を用いてスペクトル配置を行なうＳＣ‐ＦＤＭＡ伝送によりアップリンクの通信を行なうものとする。

上述したように、本発明に係る同時アクセス端末の選択（スケジューリング）方法は、使用するサブキャリアのブロックサイズ（表１のＬの値）が同一となる端末をグループ化するものであるため、まず、表２に示すようなグループ化が行なわれることになる。但し、表２においては、点線で囲んだ端末群を本発明に係るスケジューリン方法におけるグループとしており、ここでは６つのグループができることとなる。

表２に示すようなグループ化が行なわれると、本発明に係るスケジューリング方法においては、次に、各グループから同時アクセス端末を選択する。この場合における選択基準は、グループ内でのラウンドロビン方式でも良いが、グループ内で受信電力が最も向上した端末を選択する（グループ内でのＰＦ方式）ことによりユーザ間の公平性を維持しつつマルチユーザダイバーシチ効果を得ることができる。このように選択された端末が本発明に係るスケジューリング方法によって選択された同時アクセス端末となる。このような同時アクセス端末の選択を行なうことにより、ブロックサイズの大きい端末ばかりが選択される状況を回避し、同時アクセス端末として選択された全ての端末へのスペクトルの割り当てをより容易にすることができる。

図１は、本発明に係るスケジューリング方法により表２に示すグループ化が行なわれた場合の、スペクトル割り当て結果の一例を示す図である。図１では、図１３と同様、矩形で囲まれた範囲をそれぞれの端末が割り当てられたサブキャリアとして表している。ここで、それぞれの割り当て範囲を明確にするために上向き/下向きの２つの矩形を用いているが、これらを合わせると使用可能な全てのサブキャリアが端末に割り当てられていることとなる。但し、この例においては、各グループから１端末ずつが同時アクセス端末として選択されたものとし、その選択された端末は図１の上部に示す６端末（ＭＴ（６４）ｂ、ＭＴ（３２）ｅ、ＭＴ（１６）ｆ、ＭＴ（８）ｅ、ＭＴ（４）ｆ、ＭＴ（１）ｆで、これらの端末において必要なサブキャリア数は全部で３８４）であるものと仮定する。また、選択された各端末にスペクトルを割り当てる際は、ブロックサイズの大きい（図１上部に示す左方側の）端末から順に、未割り当てのスペクトルの中から受信状況が良好なものへの割り当てを行なうものとする。

このように、選択された同時アクセス端末が使用するサブキャリア数が全サブキャリア数と同じである場合には、図１３で示した状況よりも更に、各端末へのスペクトルの割り当てが非常に困難になるものと考えられるが、図１に示すように、同時アクセス端末として選択された全ての端末へスペクトルの割り当てを行なうことができている。これは、使用するサブキャリアのブロックサイズが同一となる端末をグループ化し、各グループからそれぞれ端末（ここでは１端末ずつ）を選択して同時アクセス端末とすることにより、様々なブロックサイズを有する端末が同時にアクセスすることとなるために可能となる。つまり、ブロックサイズが大きい端末ばかりが選択される状況を回避し、（ブロックサイズが小さい端末はスペクトルを自由に配置できることから）連続するスペクトルを確保する必要性を抑えることによるものである。

図２は、本実施形態に係るスケジューリング方法を用いる制御局装置としての基地局装置（以下、単に「基地局」という。）の構成を示す図である。図２に示すように、本実施形態に係る基地局は、受信部１０、送信部１１およびスケジューリング部１２から構成される。このうち、受信部１０は、アンテナ部１００と、無線部１０１と、Ａ／Ｄ変換部１０２と、同期部１０３と、ＧＩ除去部１０４と、Ｓ／Ｐ変換部１０５と、ＦＦＴ部１０６と、サブキャリアデマッピング部１０７と、等化部１０８と、ＩＤＦＴ部１０９と、復調・誤り訂正復号部１１０とから構成される。なお、等化部１０８やＩＤＦＴ部１０９、復調・誤り訂正復号部１１０等は、想定される最大の同時アクセス端末数分だけ備えられているものとする。

また、送信部１１は、ダウンリンク送信信号生成部１１１と、Ｄ／Ａ変換部１１２と、無線部１１３と、アンテナ部１１４とから構成される。ここで、本発明に係るスケジューリング方法は、ダウンリンクの送信方法（変調方法や端末の多重方法）に依存しないため、ダウンリンク送信信号生成部１１１で生成される信号はＯＦＤＭ信号であってもよいし、ＳＣ−ＦＤＭＡ信号であってもよい。

図２に示す基地局において端末から伝送される信号を受信する場合には、まず、アンテナ部１００で受信された信号を無線部１０１にてＡ／Ｄ変換可能な周波数に変換し、Ａ／Ｄ変換部１０２においてデジタル信号に変換する。次に、同期部１０３にてシンボル同期を確立し、ＧＩ除去部１０４においてシンボル毎にＧＩを除去した後、Ｓ／Ｐ変換部１０５を経由してＦＦＴ部１０６において時間領域の信号を周波数領域の信号に変換する。

この信号は、ＳＣ‐ＡＳＡ方式によって複数の端末の信号が各々の使用するサブキャリアにマッピングされた信号であるので、サブキャリアデマッピング部１０７においてサブキャリアを端末毎にまとめる処理が行なわれ、等化部１０８では周波数領域の等化が行なわれる。なお、等化部１０８においては、伝搬路推定処理も行なわれるものとする。そして、ＩＤＦＴ部１０９において、各端末から送信された信号をそれぞれＩＤＦＴ処理し、時間領域の信号に変換した後、復調・誤り訂正復号部１１０において復調および復号され、送信されたデータが再生される。

この処理により、データだけでなく端末から通知されるアップリンクの送信データ量や端末の消費電力モード、送信電力に関する情報も得られる。また、各端末から送信される信号の伝搬路状況（受信レベル）に関する情報については、端末から送信される受信レベル測定用信号を受信する際に、ＦＦＴ後の周波数領域において測定される。

受信部１０において得られた端末からのデータは、図示していない上位層に出力される。また、各端末から通知された送信データ量や消費電力モード、送信電力に関する情報は、スケジューリング部１２に送られ、詳細について後述するスケジューリング（同時アクセス端末の選択）に用いられる。スケジューリング部１２におけるスケジューリング結果は、次回のアップリンク伝送時に各端末が用いるスペクトルを通知するスペクトル割り当て情報としてダウンリンク送信信号生成部１１１に送られ、ダウンリンク伝送用の信号に変換される。そして、同様にダウンリンク伝送用の信号に変換された送信データ等と共に、Ｄ／Ａ変換部１１２においてアナログ信号に変換された後、無線部１１３において送信可能な周波数に変換され、アンテナ部１１４から送信される。

図３は、本実施形態に係るスケジューリング方法を用いる基地局と通信を行なう端末の送信装置の構成を示す。なお、図３に示す送信装置において、図１１と同一の機能を有する構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。図３に示すように、本発明に係るスケジューリング方法を用いる基地局と通信を行なう端末の送信装置は、送信データと共に、送信データ量や送信電力、消費電力モード（電池残量）に関する情報も基地局へ通知する構成となっている。但し、これらの情報は、データの送信に必要なサブキャリア数やブロックサイズを決定するために通知するものであり、サブキャリア数やブロックサイズを決定できる情報であれば、これに限定されるものではない。また、サブキャリア数やブロックサイズそのものを端末から基地局へ通知する構成としてもよい。

以下、本実施形態に係るスケジューリング方法における端末および基地局の制御について図４および図５を用いて説明する。図４は、本実施形態に係るスケジューリング方法における端末の制御を説明するためのフローチャートであり、図５は、本実施形態に係るスケジューリング方法における基地局の制御を説明するためのフローチャートである。

図４に示すように、本実施形態に係るスケジューリング方法において、各端末は、送信すべきデータ量（送信バッファ内のデータ量）や消費電力モード、送信電力に関する情報を接続している基地局へ通知する（Ｓ１００）。なお、これらの情報は、常に（例えば、毎フレーム）通知し続ける必要はなく、消費電力モードなどは通信開始時に通知すればよい。また、送信データ量の代わりに、音声通話であるか動画像のアップロードであるか等の送信メディアの種類に関する情報を通知する形態としてもよい。セル内の各端末から通知されるこれらの情報を基に、基地局においては、各端末に割り当てるサブキャリア数やそれらのサブキャリアをブロック化するサイズを決定することとなる。

図５に示すように、基地局においては、まず、各端末から通知される送信データ量や消費電力モード、送信電力に関する情報を受信する（Ｓ２００）。そして、この受信した送信データ量を基に伝送サブキャリア数を決定すると共に、消費電力モードや送信電力に関する情報を基にブロックサイズを決定する（Ｓ２０１、Ｓ２０２）。次に、Ｓ２０２において決められたサブキャリアのブロックサイズが同一となる端末のグループ化を行なう（Ｓ２０３）。これは、具体的には表２に示すように、ブロックサイズＬが同一となる端末をグループ化する処理となる。但し、端末が用いるブロックサイズの種類が非常に多数存在するような場合には、表２に示すようなブロックサイズが完全に一致する端末をグループ化するのではなく、予め決められた範囲内のブロックサイズを有する端末をグループ化する形態としてもよい。

このようなグループ化を行なった後、本実施形態に係るスケジューリング方法においては、同時アクセス端末の候補（次のアップリンク伝送時にスペクトルの割り当てが行なわれる候補）となる端末を各グループから選択する（Ｓ２０４）。この場合における端末の選択方法は、本発明では特に規定されるものではなく、本実施形態に係るスケジューリング方法においては、選択される頻度の公平性を端末間で保ちつつ、マルチユーザダイバーシチ効果が得られる選択方法として、瞬時受信電力と平均受信電力の差が最も大きい（瞬時の受信電力が最も向上した）端末を各グループから選択する方法を用いている。このように各グループ内で選択された端末を、本実施形態においては「候補端末」と呼ぶものとする。

候補端末を選択した後、変数ｘを０に設定する（Ｓ２０５）。この変数ｘは、同時アクセス端末として選択された端末が使用するサブキャリアの総数を表す変数である。そして、Ｓ２０４において選択された候補端末の中でも、瞬時の受信電力が最も向上している端末を選択する（Ｓ２０６）。但し、このＳ２０６での選択方法もＳ２０４の場合と同様、本発明では特に規定されるものではない。

次に、Ｓ２０６において選択された端末が使用するサブキャリア数（表２の中のＮ）と変数ｘとの和（ｘ＋Ｎ）が、予め決められた数ｙ以下であるか否かの判断を行なう（Ｓ２０７）。ここで、ｙは、システムで使用可能なサブキャリア数（図１に示す例においては３８４）以下の正の整数であり、端末に割り当てることができるサブキャリア数を制限するパラメータである。このｙは、セルの配置状況や周辺セルのトラフィック等に応じてセル毎に変化する値としてもよい。

Ｓ２０７において、ｘとＮの和（ｘ＋Ｎ）がｙ以下である場合、つまり、Ｓ２０６において選択された端末を同時アクセス端末とした場合に使用サブキャリアの総数が予め決められた範囲内に収まっていると判断される場合には、Ｓ２０６において選択された端末を同時アクセス端末として設定する（Ｓ２０８）。また、Ｓ２０８においては、このように同時アクセス端末に設定された端末を候補端末から除外する。

次に、Ｓ２０８で同時アクセス端末として設定された端末が使用するサブキャリア数（Ｎ）を変数ｘに加算し、変数ｘの更新を行なう（Ｓ２０９）。そして、Ｓ２０４で選択された候補端末の数が０か否かの判断を行ない（Ｓ２１０）、候補端末数が０でない場合、すなわち、候補端末が残っている場合には処理をＳ２０６に戻し、それ以降の処理を繰り返し行なう。

一方、候補端末数が０である場合には、全てのグループの候補端末が同時アクセス端末として設定済みであるものの、まだ使用可能なサブキャリアが残っていることを示している。そこで、本実施形態に係るスケジューリング方法においては、ブロックサイズ（Ｌ）が最小のグループ内で使用するサブキャリア数（Ｎ）が最小の端末（表２に示す例においては、ＭＴ（１）ａかＭＴ（１）ｂ）を候補端末として選択し（Ｓ２１１）、Ｓ２０７以降の処理を行なうものとする。但し、ここで選択される端末は、まだ同時アクセス端末として設定されていない端末とし、候補となる端末が複数存在する場合には、Ｓ２０６に示すように瞬時受信電力が最も向上している端末を候補端末とする。

このように、使用可能なサブキャリアが残っている場合にブロックサイズが最小のグループから候補端末を選択するのは、使用するサブキャリア数（同時アクセス端末数）が多くなるにしたがってサブキャリアの割り当てが複雑になり図１３に示したような問題が生じるが、ブロックサイズが小さい端末は比較的自由にスペクトルを配置できるため、そういった問題が生じ難いことによる。このような処理を行なうことにより、スペクトルを割り当てる際の複雑さを増すことなく、使用可能なサブキャリアを効率よく使用できる同時アクセス端末を選択することができる。

なお、Ｓ２０７において、ｘとＮの和（ｘ＋Ｎ）がｙより大きい、つまり、Ｓ２０６において選択された端末を同時アクセス端末とした場合に使用サブキャリアの総数が予め決められた範囲を超えると判断される場合には、候補端末数が１より大きいか否かの判断を行なう（Ｓ２１２）。候補端末数が１より大きいと判断された場合には、全グループの端末についてＳ２０７の判断が行なわれていないことを示しているため、選択された端末を候補端末から除外した後（Ｓ２１３）、Ｓ２０６へ戻って処理を繰り返す。

このような処理は、Ｓ２０６において選択された端末が用いるサブキャリア数が非常に多い（Ｎが非常に大きい）場合に、Ｓ２０７ではｘとＮの和がｙより大きいと判断されるものの、その他のグループには用いるサブキャリア数が少ない候補端末が存在する可能性があるため、そのような端末をチェックし、可能であれば同時アクセス端末として選択する目的で行なわれるものである。

一方、候補端末数が１以下であると判断された場合には、全てのグループの候補端末についてＳ２０７の判断が行なわれたことを示しており、同時アクセス端末の選択を終えてもよい。この場合には、本実施形態に係るスケジューリング方法により選択された同時アクセス端末にそれぞれスペクトルの割り当てを行ない（Ｓ２１４）、基地局側の制御を終える。なお、Ｓ２１４におけるスペクトルの割り当て方法は、本発明では特に規定されるものではなく、ブロックサイズが大きい端末から順にスペクトルの割り当てを行なう等の方法を用いることができる。このように割り当てられたスペクトルに関する情報は、ダウンリンクを経由して基地局から各端末へ通知され、各端末は割り当てられたスペクトルを用いてアップリンクの通信を行なうこととなる。

なお、上述したＳ２０４の処理においては、各グループ内で受信電力が最も向上している端末（１端末）を候補端末として選択することとなっているが、使用可能なサブキャリア数が多い場合や、グループ数が少ない場合、グループ数は多いもののアップリンクでの伝送を希望する端末が少ない場合には、各グループから１端末だけ選択して同時アクセス端末に設定すると、多くのサブキャリアが使用されない状況が生じてしまう。そこで、このような場合には、Ｓ２０４において各グループから複数の候補端末を選択する形態としてもよい。

また、Ｓ２１１の処理においては、ブロックサイズが最小となるグループから候補端末を選択することとなっているが、ある閾値以下のブロックサイズとなるグループから選択する形態としてもよい。また、Ｓ２１１の処理を省略し、Ｓ２１０からＳ２１４へ処理が進む形態としてもよい。

このように、第１の実施形態に係るスケジューリング方法においては、サイズの異なるブロックを使用する端末を同時アクセス端末として優先的に選択し、同時アクセス端末が使用するブロックを、使用可能な帯域内に割り当てるようにしたので、ブロックサイズが大きい端末ばかりを選択する状況を回避することができ、使用可能なサブキャリアの効率良い割り当てをより容易にすることが可能となる。特に、同時アクセス端末として選択された端末がそれぞれ使用するブロックを、伝搬路状況に基づいて各端末からの信号が良好な受信状況で受信される周波数に割り当てるようにしたので、伝搬路状況に応じたサブキャリアの選択を行ないつつ、使用可能なサブキャリアの効率良い割り当てをより容易にすることが可能となる。

（第２の実施形態）
第１の実施形態に係るスケジューリング方法においては、まず同時アクセス端末を選択し、選択された複数の同時アクセス端末に対してそれぞれスペクトルの割り当てを行なう。このように同時アクセス端末の選択と、スペクトルの割り当てとを別々に行なう場合には、選択された端末にとって伝搬路状況の良好なスペクトルを割り当てることができるとは限らない。これは、例えば、ブロックサイズの大きい端末から順にスペクトルの割り当てを行なう場合には、ブロックサイズの小さい端末はスペクトル割り当ての順番が後になり、残っている（スペクトル割り当ての順番が先の端末に選択されなかった）スペクトルの中から選択しなければならないためである。これに対し、第２の実施形態に係るスケジューリング方法においては、同時アクセス端末の選択と、選択された端末へのスペクトル割り当てとを同時に行なう。

以下、本実施形態に係るスケジューリング方法における端末および基地局の制御について説明する。図６は、本実施形態に係るスケジューリング方法における基地局の制御を説明するためのフローチャートである。なお、本実施形態に係るスケジューリング方法における端末の制御については、図４に示した制御と同一であるため、その説明を省略する。

図６に示すように、基地局においては、まず、各端末から通知される送信データ量や消費電力モード、送信電力に関する情報を受信する（Ｓ３００）。そして、この受信した送信データ量を基に伝送サブキャリア数を決定すると共に、消費電力モードや送信電力に関する情報を基にブロックサイズを決定する（Ｓ３０１、Ｓ３０２）。次に、Ｓ３０２において決められたサブキャリアのブロックサイズが同一となる端末のグループ化を行なう。これは、第１の実施形態と同様、ブロックサイズＬが同一（または、予め決められた範囲内）となる端末をグループ化する処理となる（表２参照）。また、Ｓ３０３においては、グループ化した各グループを候補グループとして設定する。

そして、各グループを候補グループとして設定した後、変数ｘを０に設定する（Ｓ３０４）。この変数ｘは、第１の実施形態と同様、同時アクセス端末として選択された端末が使用するサブキャリアの総数を表す変数である。次に、本実施形態に係るスケジューリング方法においては、最大のブロックサイズを有する候補グループを選択し、その候補グループに属する端末を候補端末として設定する（Ｓ３０５）。

なお、Ｓ３０５における候補グループの選択は、スペクトル割り当ての容易性を考慮するとブロックサイズの大きいものから順に選択することが望ましいが、必ずしもこの順序でなくてもよい。このように設定された候補端末の中から、瞬時の受信電力が最も向上している端末を選択し、同時アクセス端末とする（Ｓ３０６）。但し、ここでも、グループの中から同時アクセス端末を選択する方法については、本発明では特に規定されるものではない。

Ｓ３０６において同時アクセス端末が選択されると、次に、その端末が使用するサブキャリア数（表２の中のＮ）と変数ｘとの和（ｘ＋Ｎ）が予め決められた数ｙ以下であるか否かの判断を行なう（Ｓ３０７）。ここで、ｙは、第１の実施形態と同様、システムで使用可能なサブキャリア数（図１に示す例においては３８４）以下の正の整数であり、端末に割り当てることができるサブキャリア数を制限するパラメータである。

Ｓ３０７において、ｘとＮの和（ｘ＋Ｎ）がｙ以下である、つまり、Ｓ３０６において選択された端末を同時アクセス端末とした場合に使用サブキャリアの総数が予め決められた範囲内に収まっていると判断される場合には、Ｓ３０６において選択された端末に対してスペクトルの仮割り当てを行なう（Ｓ３０８）。この仮割り当ては、まだいずれの端末にも割り当てられていないスペクトル（空きスペクトル）の中で、選択された端末にとって良好な伝搬路状況となるスペクトルをブロックサイズに応じて割り当てる処理である。

そして、仮割り当てされたスペクトルの平均品質と、予め決められた閾値との比較を行なう（Ｓ３０９）。Ｓ３０９における比較の結果、仮割り当てされたスペクトルの平均品質が閾値よりも高いと判断される場合には、該当端末に該当スペクトルを割り当てる（本割り当て：Ｓ３１０）。そして、変数ｘの値を更新した後（Ｓ３１１）、スペクトルの割り当てが終わった端末（該当端末）が属するグループを候補グループから除外する（Ｓ３１２）。

次に、残っている候補グループの数が０であるか否かの判断を行ない（Ｓ３１３）、候補グループ数が０でない場合、すなわち、スペクトルの割り当て処理を行なっていないグループがまだ残っている場合には処理をＳ３０５に戻し、それ以降の処理を繰り返す。一方、候補グループ数が０である場合には、本実施形態におけるスケジューリングを終える。

なお、Ｓ３０７において、ｘとＮの和（ｘ＋Ｎ）がｙより大きい、つまり、Ｓ３０６において選択された端末を同時アクセス端末とした場合に使用サブキャリアの総数が予め決められた範囲を超えると判断される場合には、候補端末数が１より大きいか否かの判断を行なう（Ｓ３１４）。Ｓ３１４において、候補端末数が１より大きいと判断された場合には、該当するグループに別の候補端末が存在することを示しているため、選択された端末を候補端末から除外した後（Ｓ３１５）、Ｓ３０６へ戻って処理を繰り返す。

このような処理は、Ｓ３０６において選択された端末が用いるサブキャリア数が非常に多い（Ｎが非常に大きい）場合に、Ｓ３０７ではｘとＮの和がｙより大きいと判断されるものの、そのグループ内には用いるサブキャリア数が少ない別の候補端末が存在する可能性があるため、そのような端末をチェックし、可能であれば同時アクセス端末として選択する目的で行なわれるものである。一方、候補端末数が１以下であると判断された場合には、グループ内の全ての端末についてＳ３０７の判断が行なわれたことを示しており、Ｓ３１２へ進んで、該当グループにおける同時アクセス端末の選択を終えてもよい。

また、Ｓ３０９における比較の結果、仮割り当てされたスペクトルの平均品質が閾値以下であると判断される場合には、スペクトルの割り当てが効率良く行なわれているとは限らないため、該当端末を一旦記憶（バッファリング）する（Ｓ３１６）。そして、この他に候補端末が存在するか否かを判断する（Ｓ３１７）。Ｓ３１７において、候補端末数が１より大きいと判断された場合には、該当するグループに別の候補端末が存在することを示しているため、選択された端末を候補端末から除外した後（Ｓ３１５）、Ｓ３０６へ戻って処理を繰り返す。

一方、Ｓ３１７において候補端末数が１以下であると判断された場合には、該当端末以外に候補端末がないことを示している。この場合には、Ｓ３１６で最初にバッファリングされた端末、つまり、該当グループの中で瞬時の受信電力が最も向上している端末を選択する（Ｓ３１８）。そして、記憶していた端末を全てクリアした後（Ｓ３１９）、Ｓ３１０へ進み、スペクトルの割り当てを行なう。これは、グループ内の全ての端末がＳ３０９の条件を満たさなかった場合には、瞬時の受信電力が最も向上している端末にスペクトルの割り当てを行なうことを示している。このように割り当てられたスペクトルに関する情報は、ダウンリンクを経由して基地局から各端末へ通知され、各端末は割り当てられたスペクトルを用いてアップリンクの通信を行なうこととなる。

このように、第２の実施形態に係るスケジューリング方法においては、同時アクセス端末の選択とスペクトルの割り当てとを同時に行なうようにしたので、ブロックサイズが大きい端末ばかりを選択する状況を回避しつつ、スペクトルの伝搬路状況がより良い端末への割り当てを行なうことができる。

（第３の実施形態）
第１の実施形態および第２の実施形態に係るスケジューリング方法においては、セル内の端末は、全てＳＣ‐ＦＤＭＡ伝送（ＳＣ‐ＡＳＡ方式）を用いてアップリンクの通信を行なうものとしていたが、この他に、ＯＦＤＭ伝送によりアップリンク通信を行なう端末が混在するといった状況も考えられる。すなわち、基地局の近くに位置し電池残量に余裕がある端末はＰＡＰＲ特性をさほど気にする必要がないため、スペクトル配置が柔軟で、更にサブキャリア毎の適応変調といった技術が適用可能なＯＦＤＭ伝送を用いることで、より高い周波数利用効率を実現できる可能性がある。そこで、第３の実施形態に係るスケジューリング方法においては、ＳＣ‐ＦＤＭＡ伝送を行なう端末と、ＯＦＤＭ伝送を行なう端末とが混在する状況において、ブロック化するサブキャリアのサイズを考慮しながらスケジューリングを行なう。

図７は、本実施形態で対象とする端末の送信装置の構成を示す図である。但し、図３と同一の構成には同一の番号を付し、その説明を省略する。図７に示すように、状況（基地局からの距離や電池残量等）に応じてＯＦＤＭ伝送と、ＳＣ‐ＡＳＡ方式を用いるＳＣ‐ＦＤＭＡ伝送とを切り替える端末側の送信装置は、切り替え部２０００を備える点で第１の実施形態に係る送信装置と相違する。

切り替え部２０００においては、上位層（図示していない）から送られる切り替え情報に基づいて、ＯＦＤＭ伝送を行なう場合にはＳ／Ｐ部１００２からの出力を直接サブキャリアマッピング部１００４へ入力し、ＳＣ‐ＦＤＭＡ伝送を行なう場合にはＤＦＴ部１００３において周波数領域に変換された信号をサブキャリアマッピング部１００４へ入力する処理が行なわれる。

なお、この切り替え情報は、基地局から送信される信号の受信電力を測定することにより推定される基地局との距離や必要な送信電力、自身の電池残量（消費電力モード）等に応じて、ＯＦＤＭ伝送とＳＣ‐ＦＤＭＡ伝送との切り替えを指示する情報である。基地局との距離が近く、送信電力がさほど必要ではない状況や電池残量が多い状況においてはＯＦＤＭ伝送を、大きな送信電力が必要な状況や低消費電力モードでの動作中においてはＳＣ‐ＦＤＭＡ伝送を行なうように各部に指示するものである。

また、切り替え情報は、変調部１００１にも通知され、マルチキャリア信号の変調とシングルキャリア信号の変調との切り替え（具体的には、サブキャリア毎に異なる変調を行なうかどうかといった切り替え）にも用いられる。また、本実施形態に係る送信装置において、切り替え情報は、図７に示すように、送信データと共に基地局側へ通知される場合について示している。しかし、これに限定されるものではなく、端末から通知されるその他の情報（送信電力情報、消費電力モード）により基地局側で切り替えを決定し、制御情報を送信して各端末へ切り替えを指示する構成としてもよい。この場合には、図７に示す切り替え情報は用いられず、端末は基地局から送信される切り替え情報を受信することになる。

図８は、本実施形態に係るスケジューリング方法を用いる基地局の装置構成を示す図である。なお、図８において、図２と同一の機能を有する構成には同一の番号を付し、その説明を省略する。図８に示すように、ＯＦＤＭ伝送とＳＣ‐ＦＤＭＡ伝送を切り替えて用いる端末との通信を行なう基地局は、受信部２０において、ＳＣ‐ＦＤＭＡ信号処理部２００、ＯＦＤＭ信号処理部２０１およびデータ選択部２０２を備える点で第１の実施形態に係る基地局と相違する。

受信部２０においては、端末から予め通知された切り替え情報に基づいて、ＳＣ‐ＦＤＭＡ伝送を行なう端末からの信号はＳＣ‐ＦＤＭＡ信号処理部２００にて処理し、ＯＦＤＭ伝送を行なう端末からの信号はＯＦＤＭ信号処理部２０１にて処理する。そして、周波数領域での等化、伝搬路補償が行なわれた信号をそれぞれ復調・誤り訂正復号部１１０に入力して、送信されたデータを復元する。なお、ＯＦＤＭ信号処理部２０１は、伝搬路の推定を行なう伝搬路推定部２０３および伝搬路補償部２０４から構成されるものとする。基地局をこのように構成することにより、ＳＣ‐ＦＤＭＡ伝送を行なう端末とＯＦＤＭ伝送とを行なう端末が混在する状況においても、それぞれの信号を復調することができる。また、先に述べたように、ＯＦＤＭ伝送とＳＣ‐ＦＤＭＡ伝送の切り替えを基地局側で決定し各端末へ指示する場合には、スケジューリング部１２において切り替えを決定し、その制御情報を生成する。そして、ＯＦＤＭ伝送とＳＣ‐ＦＤＭＡ伝送の切り替えに関する制御情報は、スペクトル割り当て情報等と共に送信部１１から各端末へ送信される。

以下、本実施形態に係るスケジューリング方法における端末および基地局の制御について図９および図１０を用いて説明する。図９は、第３の実施形態に係るスケジューリング方法における端末の制御を説明するためのフローチャートであり、図１０は、第３の実施形態に係るスケジューリング方法における基地局の制御を説明するためのフローチャートである。

図９に示すように、本実施形態に係るスケジューリング方法において、各端末は、送信すべきデータ量（送信バッファ内のデータ量）や消費電力モード、送信電力に関する情報に加え、ＳＣ‐ＦＤＭＡ伝送を行なうかＯＦＤＭ伝送を行なうかを示す切り替え情報を、接続している基地局へ通知する（Ｓ５００）。セル内の各端末から通知されるこれらの情報を基に、基地局においては、各端末に割り当てるサブキャリア数やそれらのサブキャリアをブロック化するサイズを決定することとなる。但し、基地局側で切り替えを決定する場合には、この切り替え情報は端末から送信されない。

図１０に示すように、基地局においては、各端末から通知される送信データ量や消費電力モード、送信電力に関する情報、切り替え情報を受信する（Ｓ６００）。そして、この受信した送信データ量を基に伝送サブキャリア数を決定すると共に、消費電力モードや送信電力に関する情報および切り替え情報を基にブロックサイズを決定する（Ｓ６０１、Ｓ６０２）。但し、ＯＦＤＭ伝送を行なう端末については、ブロックサイズは常に１であるとする。また、基地局側で切り替えを決定する場合には、Ｓ６０２においてＳＣ‐ＦＤＭＡ伝送を行なうかＯＦＤＭ伝送を行なうかを決定し、ＯＦＤＭ伝送を行なう端末のブロックサイズは１であるとして以降の処理を行なう。

次に、Ｓ６０２において決められたサブキャリアのブロックサイズが同一となる端末のグループ化を行なう（Ｓ６０３）。ここでは、上述したように、ＯＦＤＭ伝送を行なう端末のブロックサイズは１であるため、同じくブロックサイズが１であるＳＣ‐ＦＤＭＡ伝送を行なう端末と同一のグループとなるように、グループ化が行なわれる。また、第１の実施形態および第２の実施形態で示したように、ある範囲内のブロックサイズを有する端末をグループ化する場合にも、ＯＦＤＭ伝送を行なう端末を該当するグループ（ブロックサイズが非常に小さいグループ）へ属するようにグループ化を行なってもよいし、ＯＦＤＭ伝送を行なう端末だけは別グループとして扱ってもよい。

このようにグループ化を行なった後、第１の実施形態で説明したＳ２０４〜Ｓ２１４や、第２の実施形態で説明したＳ３０４〜Ｓ３１９に沿って処理を行なう。そして、Ｓ２１４において、同時アクセス端末として設定された端末にスペクトルを割り当てた後、或いは、Ｓ３１３において、候補グループ数が０であると判定したならば、同時アクセス端末の選択を終了する。

このように、第３の実施形態に係るスケジューリング方法においては、ＯＦＤＭ伝送を行なう端末のブロックサイズを１として扱うことにより、ＯＦＤＭ伝送を行なう端末とＳＣ‐ＦＤＭＡ伝送を行なう端末とが混在する状況においても、ブロック化するサブキャリアのサイズを考慮したスケジューリングを行なうことが可能となる。

本発明は、上記実施形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

Claims

同時に通信可能な複数の通信端末に、複数の連続するサブキャリアで構成されるブロックをそれぞれ割り当てるスケジューリング方法であって、
第１のサブキャリア数で構成される第１のブロックを割当単位として割り当てる少なくとも一つの通信端末を選択し、該選択した通信端末に対し、使用可能な周波数帯域に少なくとも２つの前記第１のブロックを互いに離れた位置に割り当てると共に、
前記第１のサブキャリア数とは異なる第２のサブキャリア数で構成される第２のブロックを割当単位として割り当てる少なくとも一つの通信端末を選択し、該選択した通信端末に対し、使用可能な周波数帯域に前記第２のブロックを割り当てることを特徴とするスケジューリング方法。
前記第１のブロックの数と、前記第２のブロックの数とが異なるように割り当てることを特徴とする請求項１記載のスケジューリング方法。
少なくとも２つの前記第２のブロックを割り当てる場合、
前記少なくとも２つの第２のブロックを前記使用可能な周波数帯域に連続的に割り当てることを特徴とする請求項１または請求項２記載のスケジューリング方法。
前記互いに離れた位置に割り当てた第１のブロックの間のサブキャリアを、他の通信端末に割り当てることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のスケジューリング方法。
同時に通信可能な複数の通信端末に、複数の連続するサブキャリアで構成されるブロックをそれぞれ割り当てる基地局装置であって、
請求項１から請求項４のいずれかに記載のスケジューリング方法を用いてスケジューリングを行なうスケジューリング部と、
前記第１のブロックを割当単位とする少なくとも一つの通信端末から前記第１のブロックを用いて送信される第１の送信信号と、前記第２のブロックを割当単位とする少なくとも一つの通信端末から前記第２のブロックを用いて送信される第２の送信信号とを同時に受信する受信部と、を備えることを特徴とする基地局装置。
前記受信部は、前記第１のブロックを割当単位とする少なくとも一つの通信端末および前記第２のブロックを割当単位とする少なくとも一つの通信端末において、データがフーリエ変換され、該フーリエ変換後の信号が前記スケジューリング方法で割り当てられた前記第１又は第２のブロックを構成するサブキャリアの位置を示す情報に基づいて配置され、逆フーリエ変換されることで生成された前記第１の送信信号および前記第２の送信信号と、伝搬路状況を把握するための信号とを受信することを特徴とする請求項５に記載の基地局装置。
前記スケジューリング部は、前記第１のブロックを割当単位とする少なくとも一つの通信端末および前記第２のブロックを割当単位とする少なくとも一つの通信端末から通知される通知情報に基づいて、前記第１のブロックを構成するサブキャリア数および前記第２のブロックを構成するサブキャリア数を決定することを特徴とする請求項５に記載の基地局装置。
前記通知情報は、前記第１のブロックを割当単位とする少なくとも一つの通信端末および前記第２のブロックを割当単位とする少なくとも一つの通信端末と通信を開始するときに、前記各通信端末から通知されることを特徴とする請求項７に記載の基地局装置。
前記通知情報は、前記第１のブロックを割当単位とする少なくとも一つの通信端末および前記第２のブロックを割当単位とする少なくとも一つの通信端末の送信電力に関する情報であることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の基地局装置。
基地局装置と、同時に通信可能な第１の通信装置および第２の通信装置とからなる通信システムであって、
前記基地局装置は、
請求項１から請求項４のいずれかに記載のスケジューリング方法を用いてスケジューリングを行ない、該スケジューリング結果である割り当て情報を生成し、該生成した割り当て情報を前記第１の通信装置および前記第２の通信装置それぞれに送信し、
前記第１の通信装置は、
前記割り当て情報を受信し、受信した該割り当て情報に基づき、互いに離れた位置に割り当てた少なくとも２つの前記第１のブロックを用いて第１の送信信号を前記基地局装置に送信し、
前記第２の通信装置は、
前記割り当て情報を受信し、受信した該割り当て情報に基づき、前記第１の通信装置が送信に使用する前記第１のブロックを構成するサブキャリア数とは異なるサブキャリア数で構成される前記第２のブロックを用いて、前記第１の通信装置と同時に第２の送信信号を前記基地局装置に送信することを特徴とする通信システム。