WO2010074216A1

WO2010074216A1 - 無線基地局、無線通信制御方法およびプログラム

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Publication number: WO2010074216A1
Application number: PCT/JP2009/071564
Authority: WO
Inventors: 友祐稲井田
Original assignee: 日本電気株式会社
Priority date: 2008-12-25
Filing date: 2009-12-25
Publication date: 2010-07-01

Abstract

端末のサービス品質情報と無線基地局から端末へ送信するデータ量とに基づいて、無線基地局から端末へ送信するフレームにおけるデータサイズを決定し、端末と無線基地局との間の回線品質を測定し、データサイズに基づいて、端末へ信号を送信する送信電力または端末が信号を送信する送信電力の電力集中により回線品質を補正し、補正した回線品質に基づいて、変調符号化モードを選択する。

Description

無線基地局、無線通信制御方法およびプログラム

　本発明は、無線を用いて端末との間で通信を行う無線基地局、無線通信制御方法およびプログラムに関する。

　無線通信で用いられる適応変調方式は、伝搬路の状況に応じて変調符号化モードを選択することでスループットを向上させる技術であり、３ＧＰＰにて標準化されたＨＳＤＰＡ（Ｈｉｇｈ　Ｓｐｅｅｄ　Ｄｏｗｎｌｉｎｋ　Ｐａｃｋｅｔ　Ａｃｃｅｓｓ）や米国電気電子学会にて標準化されたＩＥＥＥ８０２．１６ｅ等で採用されている。変調符号化モードとは、１回の変調で２ビット伝送可能なＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ　Ｐｈａｓｅ　Ｓｈｉｆｔ　Ｋｅｙｉｎｇ）や１回の変調で４ビット伝送可能な１６ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ　Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ　Ｍｕｄｕｌａｔｉｏｎ）等の変調方式と誤り訂正のために冗長なデータとを付加し、全ビット数が情報ビットの２倍となるようなレート１／２の誤り訂正符号や全ビット数が３分の４倍となるような誤り訂正符合等の符号化モードとを組み合わせたもののことである。例えば、ＱＰＳＫとレート１／２の誤り訂正符号との組合せが１つの変調符号化モードである。

　また近年、マルチキャリア変調方式の１つである直交周波数分割多重（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：ＯＦＤＭ）方式において、各サブキャリアに各移動局を割り当てることにより多元接続を実現する直交周波数分割多元接続（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ：ＯＦＤＭＡ）方式が普及してきている。このＯＦＤＭＡ方式では、各サブキャリアに各移動局を割り当てることができる。

　図１は、ＯＦＤＭＡ方式における一般的なリソースの割り当てを模式的に示す図である。

　図１に示すとおり、ＯＦＤＭＡ方式では１サブキャリアと１シンボルとから構成されるリソース単位で割り当てることが可能となっている。そのため、全サブキャリア数よりも送信に使用するサブキャリア数が減少した場合には、その減少分の電力を、送信に使用するサブキャリアに対して集中的に割り当てることで、そのサブキャリアに乗せるデータの回線品質を向上させる潜在能力がある。

　ところで、一般的な技術における適応変調技術として、例えば、特許文献１に記載された技術のように、測定された回線品質と、回線品質を保証する判定しきい値とを比較して、変調符号化モードを選択するという制御方法がある。さらに、特許文献１に記載された技術では、判定しきい値は回線状況に応じて適応的に更新することでさらなる性能改善をしている。なお、特許文献１に記載された技術は、多元接続方式に依存せず、一般に適用可能であることは公知である。

特許第４０１６６４７号公報

　ところが、上述した技術では、送信に使用するサブキャリアに対して集中的に電力を割り当てることで、そのサブキャリアに乗せるデータの回線品質を向上させる潜在能力を加味していない。そのため、適した変調符号化モードを使用することができず、効率のよい通信が行えないという問題点がある。

　本発明は、上述した課題を解決する無線基地局、無線通信制御方法およびプログラムを提供することを目的とする。

　本発明の無線基地局は、
　端末との間にて通信を行い、直交周波数分割多元接続方式にて変調符号化モードを選択可能である無線基地局であって、
　前記端末のサービス品質情報と前記端末へ送信するデータ量とに基づいて、該端末へ送信するフレームにおけるデータサイズを決定するスケジューリング部と、
　前記端末との間で測定した回線品質を示す回線品質情報と、前記端末へ信号を送信する送信電力または前記端末が信号を送信する送信電力とを出力する無線部と、
　前記スケジューリング部が出力したデータサイズに基づいて、前記送信電力の集中により前記回線品質を補正し、該補正した回線品質に基づいて、前記変調符号化モードを選択する変調符号化モード・割り当てリソース決定部とを有する。

　また、本発明の無線通信制御方法は、
　端末と、直交周波数分割多元接続方式にて変調符号化モードを選択可能である無線基地局との間における無線通信を制御する無線通信制御方法であって、
　前記端末のサービス品質情報と前記無線基地局から前記端末へ送信するデータ量とに基づいて、前記無線基地局から前記端末へ送信するフレームにおけるデータサイズを決定する処理と、
　前記端末と前記無線基地局との間の回線品質を測定する処理と、
　前記データサイズに基づいて、前記端末へ信号を送信する送信電力または前記端末が信号を送信する送信電力の電力集中により前記回線品質を補正する処理と、
　該補正した回線品質に基づいて、前記変調符号化モードを選択する処理とを有する。

　また、本発明のプログラムは、
　端末との間にて通信を行い、直交周波数分割多元接続方式にて変調符号化モードを選択可能である無線基地局に実行させるためのプログラムであって、
　前記端末のサービス品質情報と前記端末へ送信するデータ量とに基づいて、該端末へ送信するフレームにおけるデータサイズを決定する手順と、
　前記端末と当該無線基地局との間の回線品質を測定する手順と、
　前記データサイズに基づいて、前記端末へ信号を送信する送信電力または前記端末が信号を送信する送信電力の電力集中により前記回線品質を補正する手順と、
　該補正した回線品質に基づいて、前記変調符号化モードを選択する手順とを実行させる。

　以上説明したように本発明においては、端末のサービス品質情報と無線基地局から端末へ送信するデータ量とに基づいて、無線基地局から端末へ送信するフレームにおけるデータサイズを決定し、端末と無線基地局との間の回線品質を測定し、データサイズに基づいて、端末へ信号を送信する送信電力または端末が信号を送信する送信電力の電力集中により回線品質を補正し、補正した回線品質に基づいて、変調符号化モードを選択する構成としたため、効率的な通信を行うことができる。

ＯＦＤＭＡ方式における一般的なリソースの割り当てを模式的に示す図である。本発明の無線基地局が適用された無線通信システムの実施の一形態を示す図である。図２に示した無線基地局と移動局との間で送受信されるＴＤＤ方式が用いられた無線フレームの構造を示す図である。図２に示した無線基地局の構成の一例を示す図である。図４に示した変調符号化モード・割り当てリソース決定部における上り無線フレームの処理の第１の例を説明するためのフローチャートである。各変調符号化モードに対応するＣＩＮＲの範囲を記録しているテーブルの一例を示す図である。上り無線フレーム内のシンボルとサブキャリアとの、時間および周波数における位置づけの一例を示す図である。上り無線フレーム内のリソースの割り当ての一例を示す図である。図４に示した変調符号化モード・割り当てリソース決定部における下り無線フレームの処理の第１の例を説明するためのフローチャートである。下り無線フレーム内のリソースの割り当ての一例を示す図である。図４に示した変調符号化モード・割り当てリソース決定部における上り無線フレームの処理の第２の例を説明するためのフローチャートである。図４に示した変調符号化モード・割り当てリソース決定部における下り無線フレームの処理の第２の例を説明するためのフローチャートである。

　以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

　図２は、本発明の無線基地局が適用された無線通信システムの実施の一形態を示す図である。

　本形態は図２に示すように、複数の移動局２００－１～２００－２と、移動局２００－１～２００－２と無線によりデータの送受信を行う無線基地局１００とから構成されている。ここで、移動局の数が２つの場合を例に挙げたが、この数は２つに限らない。

　無線基地局１００は、移動局２００－１～２００－２の割り当てリソース情報と使用する変調符号化モードの情報とを含む割り当て情報と、下りデータとを、移動局２００－１～２００－２へ送信する。

　移動局２００－１～２００－２は、無線基地局１００から送信されてきた割り当て情報に基づいて、自分宛に無線基地局１００から送信されてきた下りデータを復調する端末である。そして、割り当て情報によって指示されたリソースと変調符号化モードとを用いて、無線基地局１００へ上りデータを送信する。

　なお、無線基地局１００と移動局２００－１～２００－２との間のデータの送受信には、ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｄｕｐｌｅｘ：時分割複信）方式が用いられる。

　図３は、図２に示した無線基地局１００と移動局２００－１～２００－２との間で送受信されるＴＤＤ方式が用いられた無線フレームの構造を示す図である。

　図３に示すように当該無線フレームは、下り無線フレームとＴＴＧ（送信／受信切り替えのギャップ）と上り無線フレームとＲＴＧ（受信／送信切り替えのギャップ）とから構成される。ここで、割り当て情報と下りデータとは下り無線フレームにて送信され、また、上りデータは上り無線フレームにて送信される。

　図４は、図２に示した無線基地局１００の構成の一例を示す図である。

　図２に示した無線基地局１００には、送信バッファ１０１と、スケジューリング部１０２と、変調符号化モード・割り当てリソース決定部１０３と、下り無線フレームデータ生成部１０４と、無線部１０５と、アンテナ１０６とが設けられている。

　送信バッファ１０１は、移動局２００－１～２００－２へ送信される送信データを移動局２００－１～２００－２ごとに蓄積し、移動局２００－１～２００－２ごとのデータ蓄積情報をスケジューリング部１０２へ出力する。データ蓄積情報には、蓄積されているデータ量、データが送信バッファに蓄積されている時間等を含む。

　スケジューリング部１０２は、移動局２００－１～２００－２ごとのＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｅｒｖｉｃｅ：サービス品質）情報とデータ蓄積情報と割り当て要求情報とに基づいて、リソースを割り当てる優先度の高い移動局を判断する。そして、優先度の高い移動局から順にリソースを割り当てるデータサイズを決定し、決定したデータサイズを変調符号化モード・割り当てリソース決定部１０３へ出力する。ここで、割り当て要求情報とは、移動局２００－１～２００－２が無線基地局１００に対して、リソースの割り当てを要求する割り当て要求を送信し、無線部１０５が当該割り当て要求から取り出した情報である。

　変調符号化モード・割り当てリソース決定部１０３は、移動局２００－１～２００－２に割り当てるデータサイズ（スケジューリング部１０２から出力されたもの）と回線品質（例えば、ＣＩＮＲ（Ｃａｒｒｉｅｒ　ｔｏ　Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｎｏｉｓｅ　ｐｏｗｅｒ　Ｒａｔｉｏ）：キャリア電力対干渉雑音電力比、ＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ　ｔｏ　Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｎｏｉｓｅ　ｐｏｗｅｒ　Ｒａｔｉｏ）：信号電力対干渉雑音電力比など）と送信電力とに基づいて、変調符号化モードと割り当てるリソースとを決定する。１つの無線フレームに対しての割り当てが完了した時点で、変調符号化モードと割り当てるリソース情報とを下り無線フレームデータ生成部１０４へ出力する。

　下り無線フレームデータ生成部１０４は、送信バッファ１０１から必要な送信データ（下りデータ）を取り出し、変調符号化モード・割り当てリソース決定部１０３から出力されてきた変調符号化モードと割り当てるリソース情報とに基づいて、下り無線フレームデータを生成する。生成した下り無線フレームデータを無線部１０５へ出力する。

　無線部１０５は、下り無線フレームデータ生成部１０４から出力されてきた下り無線フレームデータの変調処理を行い、下り無線フレームを生成する。そして、生成した下り無線フレームをアンテナ１０６へ出力する。また、アンテナ１０６から出力されてきた上り無線フレームの復調処理を行う。また、復調処理を施した上り無線フレームの状態から測定された回線品質・送信電力情報や移動局２００－１～２００－２から送信されてきた回線品質・送信電力情報を変調符号化モード・割り当てリソース決定部１０３へ出力する。

　アンテナ１０６は、無線部１０５から出力されてきた下り無線フレームを移動局２００－１～２００－２へ送信する。また、移動局２００－１～２００－２から送信されてきた上り無線フレームを無線部１０５へ出力する。

（動作の説明）
　次に、図４に示した変調符号化モード・割り当てリソース決定部１０３における処理（無線通信制御方法）について説明する。まずは、上り無線フレームの処理について説明する。

　図５は、図４に示した変調符号化モード・割り当てリソース決定部１０３における上り無線フレームの処理の第１の例を説明するためのフローチャートである。上り無線フレームでの割り当てでは、割り当てる優先度の高い移動局から順に、以下に示す処理に従って移動局に対する変調符号化モード・割り当てリソースを決定する。なお、本説明においては回線品質としてＣＩＮＲ（ｄＢ値）を用いるものとする。

　まず、ステップ１にて、前回本移動局がデータを送信した時のＣＩＮＲと、前回本移動局がデータを送信した時の送信電力と、前回本移動局がデータを送信した時の使用サブキャリア数とを用いて、電力集中を行わず全サブキャリア使用した場合の実現可能な最大のＣＩＮＲ値であるＣＩＮＲ＿ａｌｌを算出する。ＣＩＮＲ＿ａｌｌの算出は、前回本移動局がデータを送信した時のＣＩＮＲをＣＩＮＲ＿ｌａｓｔ、前回本移動局がデータを送信した時の送信電力をＰ＿ｌａｓｔ、前回本移動局がデータを送信した時の使用サブキャリア数をＮ＿ｌａｓｔ、最大送信電力をＰ＿ｍａｘ、全サブキャリア数をＮ＿ａｌｌとすると、（式１）を用いて求めるものであってもよい。

　次に、ステップ２にてＣＩＮＲ＿ａｌｌを基に変調符号化モードを選択する。

　図６は、各変調符号化モードに対応するＣＩＮＲの範囲を記録しているテーブルの一例を示す図である。

　図６に示すように、各変調符号化モード（変調符号化モード１～４）に対するＣＩＮＲの閾値ＣＩＮＲ＿ｔｈ１～ｔｈ４が、変調符号化モード１～４にそれぞれ対応付けられている。図６に示すような各変調符号化モードに対応するＣＩＮＲの範囲を記録しているテーブルにより、ＣＩＮＲ＿ａｌｌに対応する変調符号化モードを選択する。例えば、変調符号化モード１、２、３、４はそれぞれ、ＱＰＳＫとレート１／２の誤り訂正符号、ＱＰＳＫとレート３／４の誤り訂正符号、１６ＱＡＭとレート１／２の誤り訂正符号、１６ＱＡＭとレート３／４の誤り訂正符号であり、ＣＩＮＲが高いほど伝送レートが高くなりリソースあたりに送ることが出来るデータ量が多くなる。なお、ＣＩＮＲ＿ａｌｌがＣＩＮＲ＿ｔｈ１よりも小さな場合でも変調符号化モード１を選択するものとする。

　ステップ３では、割り当てるデータサイズと変調符号化モードとに基づいて、必要とするリソース量を求め、割り当てるリソースを決定することで使用するサブキャリア数を算出する。

　図７は、上り無線フレーム内のシンボルとサブキャリアとの、時間および周波数における位置づけの一例を示す図である。

　例えば、図７のように全サブキャリア数Ｎ＿ａｌｌ＝４、１つの上り無線フレームあたり３シンボルであり、リソースは１つのサブキャリアと１つのシンボルから構成されているとする。この場合、１つの上り無線フレームで割り当てられるリソース量は１２となる。ここで、割り当てるデータサイズは２４バイトであり、選択した変調符号化モード１はリソース１つあたり６バイト送信可能であるとすると、割り当てるリソース量は４となり割り当てを行う。もし、残っているリソース量が４未満であった場合には、リソースを割り当てられるだけ割り当てる。

　図８は、上り無線フレーム内のリソースの割り当ての一例を示す図である。

　本例ではリソースが十分あり、図８のようにリソースが割り当てられたとすると、使用サブキャリア数は１つの上り無線フレーム内のシンボル中に割り当てられているサブキャリアの最大数のことであるため、使用サブキャリア数は２となる。

　次に、ステップ４では、ステップ３で求めた使用サブキャリア数に基づいて、電力集中させることによるＣＩＮＲの補正値ΔＣＩＮＲを求める。使用サブキャリア数をＮ＿ｕｓｅｄとすると、補正値ΔＣＩＮＲは（式２）に基づいて算出するものであってもよい。

　ステップ５では、ステップ４で求めた補正値ΔＣＩＮＲを用いて変調符号化モードを決定するＣＩＮＲ値の補正を行う。補正後のＣＩＮＲ値をＣＩＮＲ＿ｃｏｒとすると、（式３）を用いて算出する。

　そして、ステップ６にて、ＣＩＮＲ＿ｃｏｒを基に、図６に示した各変調符号化モードに対応するＣＩＮＲの範囲を記録しているテーブルを用いて、変調符号化モードを変更するかどうか判断する。

　変調符号化モードを変更しない場合、ステップ１２にて本移動局に対する変調符号化モードと割り当てるリソースとを決定し終了する。

　一方、変調符号化モードを変更する場合は、ステップ７にてＣＩＮＲ＿ｃｏｒを基に、図６に示した各変調符号化モードに対応するＣＩＮＲの範囲を記録しているテーブルを用いて変調符号化モードを選択する。

　続いて、ステップ８にて、使用サブキャリア数を再度算出し、ステップ９にて、再度算出した使用サブキャリア数から電力集中させることによるＣＩＮＲの補正値ΔＣＩＮＲを算出する。ステップ１０では、ステップ９で求めたΔＣＩＮＲを用いて補正後のＣＩＮＲ値ＣＩＮＲ＿ｃｏｒを更新する。

　次に、ステップ１１にて、更新したＣＩＮＲ＿ｃｏｒを基に、図６に示した各変調符号化モードに対応するＣＩＮＲの範囲を記録しているテーブルを用いて、変調符号化モードを変更するかどうか判断する。

　一方、変調符号化モードを変更する場合は、ステップ７～１１の処理を実行する。

　次に、下り無線フレームの処理について説明する。

　図９は、図４に示した変調符号化モード・割り当てリソース決定部１０３における下り無線フレームの処理の第１の例を説明するためのフローチャートである。以下の処理に従って変調符号化モード・割り当てリソースを決定する。

　まず、ステップ２１にて、移動局２００－１～２００－２ごとに電力集中を行わず全サブキャリアを使用した場合の実現可能な最大のＣＩＮＲ値であるＣＩＮＲ＿ａｌｌを算出する。この算出方法は、移動局ｉでの前回無線基地局がデータを送信した時のＣＩＮＲをＣＩＮＲ＿ｉ＿ｌａｓｔ、前回無線基地局がデータを送信した時の送信電力をＰ＿ｌａｓｔ、前回無線基地局がデータを送信した時の使用サブキャリア数Ｎ＿ｌａｓｔ、最大送信電力をＰ＿ｍａｘ、全サブキャリア数をＮ＿ａｌｌとすると、（式４）を用いるものであってもよい。なお、（式４）において、移動局ｉにおけるＣＩＮＲ＿ａｌｌをＣＩＮＲ＿ｉ＿ａｌｌとする。

　次に、ステップ２２にて、移動局２００－１～２００－２ごとにＣＩＮＲ＿ａｌｌを基に変調符号化モードを選択する。

　図６に示すような各変調符号化モードに対応するＣＩＮＲの範囲を記録しているテーブルに基づいて、ＣＩＮＲ＿ａｌｌに対応する変調符号化モードを選択する。なお、ＣＩＮＲ＿ａｌｌがＣＩＮＲ＿ｔｈ１よりも小さな場合でも変調符号化モード１を選択するものとする。

　ステップ２３では、移動局２００－１～２００－２ごとの割り当てるデータサイズと選択した変調符号化モードとに基づいて、無線基地局１００と通信する全ての移動局２００－１～２００－２が必要とするリソース量を求め、割り当てるリソースを決定することで使用するサブキャリア数を算出する。

　図１０は、下り無線フレーム内のリソースの割り当ての一例を示す図である。

　例えば、全サブキャリア数Ｎ＿ａｌｌ＝４、１つの下り無線フレームあたり３シンボルであり、移動局１～３に対して図１０のようにリソースが割り当てられるとする。図１０のようにリソースを割り当てられると、使用サブキャリア数は１つの下り無線フレーム内のシンボル中に割り当てられているサブキャリアの最大数のことであるため、使用サブキャリア数は３となる。

　次に、ステップ２４では、ステップ２３で求めた使用サブキャリア数に基づいて、電力集中させることによるＣＩＮＲの補正値ΔＣＩＮＲを求める。使用サブキャリア数をＮ＿ｕｓｅｄとすると、補正値ΔＣＩＮＲは（式５）に基づいて算出してもよい。

　ステップ２５では、ステップ２4で求めた補正値ΔＣＩＮＲを用いて変調符号化モードを決定するＣＩＮＲ値の補正を行う。補正後のＣＩＮＲ値であるＣＩＮＲ＿ｃｏｒを求める。移動局ｉでの補正後のＣＩＮＲ値をＣＩＮＲ＿ｉ＿ｃｏｒとすると、（式６）に基づいて算出する。

　そして、ステップ２６にて、ＣＩＮＲ＿ｃｏｒを基に、図６に示した各変調符号化モードに対応するＣＩＮＲの範囲を記録しているテーブルを用いて、変調符号化モードを変更するかどうか判断する。

　変調符号化モードを変更しない場合、ステップ３２にて移動局に対する変調符号化モードと割り当てるリソースとを決定し終了する。

　一方、変調符号化モードを変更する場合は、ステップ２７にて移動局２００－１～２００－２ごとにＣＩＮＲ＿ｃｏｒを基に、図６に示した各変調符号化モードに対応するＣＩＮＲの範囲を記録しているテーブルを用いて変調符号化モードを選択する。

　続いて、ステップ２８にて、使用サブキャリア数を再度算出し、ステップ２９にて、再度算出した使用サブキャリア数から電力集中させることによるＣＩＮＲの補正値ΔＣＩＮＲを算出する。ステップ３０では、ステップ２９で求めたΔＣＩＮＲを用いて補正後のＣＩＮＲ値ＣＩＮＲ＿ｃｏｒを更新する。

　次に、ステップ３１にて、更新したＣＩＮＲ＿ｃｏｒを基に、図６に示した各変調符号化モードに対応するＣＩＮＲの範囲を記録しているテーブルを用いて、変調符号化モードを変更するかどうか判断する。

　変調符号化モードを変更しない場合、ステップ３２にて移動局２００－１～２００－２に対する変調符号化モードと割り当てるリソースとを決定し終了する。

　一方、変調符号化モードを変更する場合は、ステップ２７～３１の処理を実行する。

　なお、ステップ１、２１にて前回本移動局が送信した時のＣＩＮＲ、送信電力、使用サブキャリア数を用いて算出を行ったが、ある区間での平均値や忘却係数αによる平均値を用いてもよい。忘却係数αによるＣＩＮＲの平均値ＣＩＮＲ＿ａｖｅは（式７）を用いて算出してもよい。

　ここで、ＣＩＮＲ（ｎ）はｎ番目に取得したＣＩＮＲの値、ＣＩＮＲ＿ａｖｅ（ｎ）はｎ番目に算出したＣＩＮＲの平均値とし、ＣＩＮＲ＿ａｖｅ（０）＝０とする。

　また、ステップ１、４、９、２１、２４、２９にて電力集中によるＣＩＮＲの補正値を全サブキャリア数と使用サブキャリア数との比から求めているが、あらかじめ電力集中によるＣＩＮＲの補正値を測定しておきそのデータを用いてもよい。さらに、上りフレームと下りフレームとの双方の電力集中ではなく、上りフレームのみまたは下りフレームのみ電力集中を行ってもよい。

　以上に説明したように、電力集中することによるＣＩＮＲの向上を補正して変調符号化モードを選択することにより、電力集中によるＣＩＮＲの改善に応じて伝送レートの高い変調符号化モードを使用することが可能となり、リソース当たりに伝送できるデータ量を多くでき効率よい通信が可能となる。

　次に、図４に示した変調符号化モード・割り当てリソース決定部１０３での処理の第２の例を説明する。

　ここでは、主に上述した第１の例と第２の例との相違点に着目して説明する。第２の例では各変調符号化モードで求められている最低限のＣＩＮＲである所要ＣＩＮＲを全て満たせない場合に、割り当てるデータ量を少なくし使用サブキャリア数を限定する。それにより、さらに電力集中による回線品質の向上をさせ、所要ＣＩＮＲを満たす動作を行う。無線通信システムの形態および無線基地局１００の構成については、図２および図４にそれぞれ示したものと同様である。

　図１１は、図４に示した変調符号化モード・割り当てリソース決定部１０３における上り無線フレームの処理の第２の例を説明するためのフローチャートである。

　上り無線フレームでの割り当てでは、割り当てる優先度の高い移動局から順に、以下に示す処理に従って移動局に対する変調符号化モード・割り当てリソースを決定する。

　まず、ステップ４１にて、前回本移動局がデータを送信した時のＣＩＮＲと、前回本移動局がデータを送信した時の送信電力と、前回本移動局がデータを送信した時の使用サブキャリア数とを用いて、電力集中を行わず全サブキャリア使用した場合の実現可能な最大のＣＩＮＲ値であるＣＩＮＲ＿ａｌｌを算出する。

　次に、ステップ４２にて、ＣＩＮＲ＿ａｌｌを基に変調符号化モードを選択する。

　そして、ステップ４３にて、割り当てるデータサイズと変調符号化モードとに基づいて、必要とするリソース量を求め、割り当てるリソースを決定することで使用するサブキャリア数を算出する。

　ステップ４４では、ステップ４３で求めた使用サブキャリア数に基づいて、電力集中させることによるＣＩＮＲの補正値ΔＣＩＮＲを求める。

　ステップ４５では、ステップ４４で求めた補正値ΔＣＩＮＲを用いて変調符号化モードを決定するＣＩＮＲ値の補正を行う。

　ステップ４６では、図６に示した各変調符号化モードに対応するＣＩＮＲを記録しているテーブルを用いて、変調符号化モードの中で最も低い所要ＣＩＮＲよりもＣＩＮＲ＿ｃｏｒが小さいかどうか判断する。図６を例にすると、ＣＩＮＲ＿ｃｏｒがＣＩＮＲ＿ｔｈ１よりも小さいかどうか判断する。

　ＣＩＮＲ＿ｃｏｒが変調符号化モードの中で最も低い所要ＣＩＮＲ未満の場合、ステップ５３にて所要ＣＩＮＲの一番小さな変調符号化モードを選択し、ステップ５４にてさらなる電力集中により所要ＣＩＮＲを満たせるよう使用サブキャリア数を制限する。

　所要ＣＩＮＲとＣＩＮＲ＿ａｌｌとの差分以上の値を持つΔＣＩＮＲの中で使用サブキャリア数の最大値を使用サブキャリア数とする。所要ＣＩＮＲとＣＩＮＲ＿ａｌｌとの差分以上の値を持つΔＣＩＮＲが存在しない場合は使用サブキャリア数を０とする。

　その後、ステップ５５にて、本移動局に対する変調符号化モードと割り当てるリソースとを決定し終了する。

　一方、ＣＩＮＲ＿ｃｏｒが変調符号化モードの中で最も低い所要ＣＩＮＲ以上の場合、ステップ４７にて、ＣＩＮＲ＿ｃｏｒを基に、図６に示した各変調符号化モードに対応するＣＩＮＲの範囲を記録しているテーブルを用いて、変調符号化モードを変更するかどうか判断する。

　変調符号化モードを変更しない場合、ステップ５５にて、本移動局に対する変調符号化モードと割り当てるリソースとを決定し終了する。

　一方、変調符号化モードを変更する場合は、ステップ４８にて、ＣＩＮＲ＿ｃｏｒを基に、図６に示した各変調符号化モードに対応するＣＩＮＲの範囲を記録しているテーブルを用いて変調符号化モードを選択する。

　すると、ステップ４９にて、使用サブキャリア数を再度算出し、ステップ５０にて、再度算出した使用サブキャリア数に基づいて、電力集中させることによるＣＩＮＲの補正値ΔＣＩＮＲを算出する。

　ステップ５１では、ステップ５０で求めたΔＣＩＮＲを用いて補正後のＣＩＮＲ値ＣＩＮＲ＿ｃｏｒを更新する。

　次に、ステップ５２にて、更新したＣＩＮＲ＿ｃｏｒを基に、図６に示した各変調符号化モードに対応するＣＩＮＲの範囲を記録しているテーブルを用いて、変調符号化モードを変更するかどうか判断する。

　変調符号化モードを変更しない場合は、ステップ５５にて、本移動局に対する変調符号化モードと割り当てるリソースとを決定し終了する。

　一方、変調符号化モードを変更する場合は、ステップ４８～５２の処理を繰り返し実行する。

　次に、下り無線フレームの処理について説明する。

　図１２は、図４に示した変調符号化モード・割り当てリソース決定部１０３における下り無線フレームの処理の第２の例を説明するためのフローチャートである。以下の処理に従って変調符号化モード・割り当てリソースを決定する。

　まず、ステップ６１にて、移動局２００－１～２００－２ごとに電力集中を行わず全サブキャリアを使用した場合の実現可能な最大のＣＩＮＲ値であるＣＩＮＲ＿ａｌｌを算出する。

　次に、ステップ６２にて、移動局２００－１～２００－２ごとにＣＩＮＲ＿ａｌｌを基に変調符号化モードを選択する。

　続いてステップ６３にて、移動局２００－１～２００－２ごとの割り当てるデータサイズと選択した変調符号化モードとに基づいて、無線基地局１００と通信する全ての移動局２００－１～２００－２が必要とするリソース量を求め、割り当てるリソースを決定することで使用するサブキャリア数を算出する。

　ステップ６４では、ステップ６３で求めた使用サブキャリア数に基づいて、電力集中させることによるＣＩＮＲの補正値ΔＣＩＮＲを求める。

　ステップ６５では、ステップ６4で求めた補正値ΔＣＩＮＲを用いて変調符号化モードを決定するＣＩＮＲ値の補正を行う。

　ステップ６６では、図６に示した各変調符号化モードに対応するＣＩＮＲを記録しているテーブルを用いて、変調符号化モードの中で最も低い所要ＣＩＮＲよりも小さなＣＩＮＲ＿ｃｏｒを持つ移動局が存在するかどうか判断する。

　ＣＩＮＲ＿ｃｏｒが変調符号化モードの中で最も低い所要ＣＩＮＲ未満の移動局が存在する場合、ステップ７３にて、ＣＩＮＲ＿ｃｏｒが変調符号化モードの中で最も低い所要ＣＩＮＲ未満の移動局は所要ＣＩＮＲの一番小さな変調符号化モードを選択する。

　続いて、ステップ７４にて、さらなる電力集中により所要ＣＩＮＲを満たせるよう使用サブキャリア数を制限する。

　所要ＣＩＮＲとＣＩＮＲ＿ａｌｌとの差分以上の値を持つΔＣＩＮＲを実現できる使用サブキャリア数の最大値と、ＣＩＮＲ＿ｃｏｒが変調符号化モードの中で最も低い所要ＣＩＮＲ以上の移動局に割り当てるサブキャリア数の総数とのどちらか大きい方を使用サブキャリア数とする。

　その後、ステップ７５にて、移動局２００－１～２００－２に対する変調符号化モードと割り当てるリソースとを決定し終了する。

　一方、ＣＩＮＲ＿ｃｏｒが変調符号化モードの中で最も低い所要ＣＩＮＲ未満の移動局が存在しない場合は、ステップ６７にて、ＣＩＮＲ＿ｃｏｒを基に、図６に示した各変調符号化モードに対応するＣＩＮＲの範囲を記録しているテーブルを用いて、変調符号化モードを変更するかどうか判断する。

　変調符号化モードを変更しない場合、ステップ７５にて、移動局２００－１～２００－２に対する変調符号化モードと割り当てるリソースとを決定し終了する。

　一方、変調符号化モードを変更する場合は、ステップ６８にて、ＣＩＮＲ＿ｃｏｒを基に、図６に示した各変調符号化モードに対応するＣＩＮＲの範囲を記録しているテーブルを用いて変調符号化モードを選択する。

　すると、ステップ６９にて、使用サブキャリア数を再度算出し、ステップ７０にて、再度算出した使用サブキャリア数に基づいて、電力集中させることによるＣＩＮＲの補正値ΔＣＩＮＲを算出する。

　ステップ７１では、ステップ７０で求めたΔＣＩＮＲを用いて補正後のＣＩＮＲ値ＣＩＮＲ＿ｃｏｒを更新する。

　次に、ステップ７２にて、更新したＣＩＮＲ＿ｃｏｒを基に、図６に示した各変調符号化モードに対応するＣＩＮＲの範囲を記録しているテーブルを用いて、変調符号化モードを変更するかどうか判断する。

　一方、変調符号化モードを変更する場合は、ステップ６８～７２の処理を繰り返し実行する。

　なお、上りフレームと下りフレームとの双方の電力集中ではなく、上りフレームのみまたは下りフレームのみ電力集中を行ってもよい。

　また、本発明の無線基地局１００は、ＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ　Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ　ｆｏｒ　Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　Ａｃｃｅｓｓ）システムに用いられるものであっても良い。

　以上に説明したように本発明によれば、電力集中することによるＣＩＮＲの向上を補正して変調符号化モードを選択することにより、電力集中によるＣＩＮＲの改善に応じて伝送レートの高い変調符号化モードを使用することが可能となる。それにより、リソース当たりに伝送できるデータ量を多くでき効率よい通信が可能となる。また、割り当てるデータ量を少なくし使用サブキャリア数を制限することで、さらなる電力集中によりＣＩＮＲを向上させることができる。これにより、所要ＣＩＮＲを満たすことができるエリアを広げることができ、より遠距離での通信が可能となる。

　なお、上述した無線基地局１００の処理は、目的に応じて作製された論理回路で行うようにしても良い。また、処理内容を手順として記述したプログラムを無線基地局１００にて読取可能な記録媒体に記録し、この記録媒体に記録されたプログラムを無線基地局１００に読み込ませ、実行するものであっても良い。無線基地局１００にて読取可能な記録媒体とは、フロッピーディスク（登録商標）、光磁気ディスク、ＤＶＤ、ＣＤなどの移設可能な記録媒体の他、無線基地局１００に内蔵されたＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリやＨＤＤ等を指す。この記録媒体に記録されたプログラムは、無線基地局１００内のＣＰＵ（不図示）にて読み込まれ、ＣＰＵの制御によって、上述したものと同様の処理が行われる。ここで、ＣＰＵは、プログラムが記録された記録媒体から読み込まれたプログラムを実行するコンピュータとして動作するものである。

　以上説明したように、本発明においては、以下に記載するような効果を奏する。

　電力集中による回線品質の改善を考慮して変調符号化モードを選択しているため、回線品質の改善度に応じて伝送レートの高い変調符号化モードを使用し、リソース当たりに送信できるデータ量を多くすることが可能となる。そのため、効率的な通信を行うことが可能となる。

　以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施の形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

　この出願は、２００８年１２月２５日に出願された日本出願特願２００８－３３０７６６基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

Claims

　端末との間にて通信を行い、直交周波数分割多元接続方式にて変調符号化モードを選択可能である無線基地局であって、
　前記端末のサービス品質情報と前記端末へ送信するデータ量とに基づいて、該端末へ送信するフレームにおけるデータサイズを決定するスケジューリング部と、
　前記端末との間で測定した回線品質を示す回線品質情報と、前記端末へ信号を送信する送信電力または前記端末が信号を送信する送信電力とを出力する無線部と、
　前記スケジューリング部が出力したデータサイズに基づいて、前記送信電力の集中により前記回線品質を補正し、該補正した回線品質に基づいて、前記変調符号化モードを選択する変調符号化モード・割り当てリソース決定部とを有する無線基地局。
　請求項１に記載の無線基地局において、
　前記変調符号化モード・割り当てリソース決定部は、前記回線品質情報が示す回線品質を、前記送信電力の集中を行わない場合の回線品質へ変換し、該送信電力の集中を行わない場合の回線品質に基づいて前記変調符号化モードを選択し、該選択した変調符号化モードと前記データサイズとに基づいて、使用するサブキャリア数を算出し、該算出したサブキャリア数に基づいて前記送信電力の集中による回線品質を補正することを特徴とする無線基地局。
　請求項２に記載の無線基地局において、
　前記変調符号化モード・割り当てリソース決定部は、前記補正した回線品質に基づいて前記変調符号化モードを選択し、該選択した変調符号化モードが変更しなくなるまで、前記サブキャリア数の算出と、該算出したサブキャリア数に基づいた前記送信電力の集中による回線品質の補正とを、繰り返して行うことを特徴とする無線基地局。
　請求項２に記載の無線基地局において、
　前記変調符号化モード・割り当てリソース決定部は、所要の回線品質を満たしていない端末が存在する場合、前記使用するサブキャリア数を制限することを特徴とする無線基地局。
　請求項１に記載の無線基地局において、
　前記回線品質の範囲と、前記変調符号化モードとが対応付けられたテーブルを有し、
　前記変調符号化モード・割り当てリソース決定部は、前記回線品質に応じた変調符号化モードを前記テーブルを用いて選択することを特徴とする無線基地局。
　請求項１乃至５のいずれか１項に記載の無線基地局において、
　ＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ　Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ　ｆｏｒ　Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　Ａｃｃｅｓｓ）システムに用いられることを特徴とする無線基地局。
　端末と、直交周波数分割多元接続方式にて変調符号化モードを選択可能である無線基地局との間における無線通信を制御する無線通信制御方法であって、
　前記端末のサービス品質情報と前記無線基地局から前記端末へ送信するデータ量とに基づいて、前記無線基地局から前記端末へ送信するフレームにおけるデータサイズを決定する処理と、
　前記端末と前記無線基地局との間の回線品質を測定する処理と、
　前記データサイズに基づいて、前記端末へ信号を送信する送信電力または前記端末が信号を送信する送信電力の電力集中により前記回線品質を補正する処理と、
　該補正した回線品質に基づいて、前記変調符号化モードを選択する処理とを有する無線通信制御方法。
　請求項７に記載の無線通信制御方法において、
　前記回線品質を、前記送信電力の集中を行わない場合の回線品質へ変換する処理と、
　該送信電力の集中を行わない場合の回線品質に基づいて前記変調符号化モードを選択する処理と、
　該選択した変調符号化モードと前記データサイズとに基づいて、使用するサブキャリア数を算出する処理と、
　該算出したサブキャリア数に基づいて前記送信電力の集中による回線品質を補正する処理とを有することを特徴とする無線通信制御方法。
　請求項８に記載の無線通信制御方法において、
　前記補正した回線品質に基づいて前記変調符号化モードを選択する処理と、
　該選択した変調符号化モードが変更しなくなるまで、前記サブキャリア数の算出と、該算出したサブキャリア数に基づいた前記送信電力の集中による回線品質の補正とを、繰り返す処理とを有することを特徴とする無線通信制御方法。
　請求項８に記載の無線通信制御方法において、
　所要の回線品質を満たしていない端末が存在する場合、前記使用するサブキャリア数を制限する処理を有することを特徴とする無線通信制御方法。
　請求項７に記載の無線通信制御方法において、
　前記回線品質の範囲と前記変調符号化モードとが対応付けられたテーブルを用いて、前記回線品質に応じた変調符号化モードを選択する処理を有することを特徴とする無線通信制御方法。
　端末との間にて通信を行い、直交周波数分割多元接続方式にて変調符号化モードを選択可能である無線基地局に、
　前記端末のサービス品質情報と前記端末へ送信するデータ量とに基づいて、該端末へ送信するフレームにおけるデータサイズを決定する手順と、
　前記端末と当該無線基地局との間の回線品質を測定する手順と、
　前記データサイズに基づいて、前記端末へ信号を送信する送信電力または前記端末が信号を送信する送信電力の電力集中により前記回線品質を補正する手順と、
　該補正した回線品質に基づいて、前記変調符号化モードを選択する手順とを実行させるためのプログラム。
　請求項１２に記載のプログラムにおいて、
　前記回線品質を、前記送信電力の集中を行わない場合の回線品質へ変換する手順と、
　該送信電力の集中を行わない場合の回線品質に基づいて前記変調符号化モードを選択する手順と、
　該選択した変調符号化モードと前記データサイズとに基づいて、使用するサブキャリア数を算出する手順と、
　該算出したサブキャリア数に基づいて前記送信電力の集中による回線品質を補正する手順とを実行させるためのプログラム。
　請求項１３に記載のプログラムにおいて、
　前記補正した回線品質に基づいて前記変調符号化モードを選択する手順と、
　該選択した変調符号化モードが変更しなくなるまで、前記サブキャリア数の算出と、該算出したサブキャリア数に基づいた前記送信電力の集中による回線品質の補正とを、繰り返す手順とを実行させるためのプログラム。
　請求項１３に記載のプログラムにおいて、
　所要の回線品質を満たしていない端末が存在する場合、前記使用するサブキャリア数を制限する手順を実行させるためのプログラム。
　請求項１２に記載のプログラムにおいて、
　前記回線品質の範囲と前記変調符号化モードとが対応付けられたテーブルを用いて、前記回線品質に応じた変調符号化モードを選択する手順を実行させるためのプログラム。