JP4519817B2 - 基地局および移動局 - Google Patents

Description

本発明は、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）システムに関し、特に基地局および移動局に関する。

送信スロット毎、もしくは送信スロットの周波数帯域を分割したリソースブロック（ＲＢ： Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｂｌｏｃｋ）毎に、受信チャネル状態に基づいて、ユーザに対して送信を割り当てる高速パケットスケジューリングは、高い周波数利用効率を実現できる。

しかし、高速パケットスケジューリングを実現するには、基地局から各ユーザ端末へ、送信スロット毎、もしくはリソースブロック毎に割り当て情報を通知する必要があり、また各ユーザ端末から基地局へ伝搬路状態のフィードバックが必要になるなど、シグナリングオーバヘッドの増大が問題となる。
Ｅｒｉｃｓｓｏｎ， Ｒ１−０６００９９， "Ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｔ Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ ｆｏｒ Ｅ−ＵＴＲＡ"， ＴＳＧ−ＲＡＮ ＷＧ１ ＬＴＥ ＡｄＨｏｃ， Ｈｅｌｓｉｎｋｉ， Ｆｉｎｌａｎｄ， Ｊａｎｕａｒｙ ２３−２５， ２００６

上述した高速パケットスケジューリングは、音声サービスのような、ほぼ固定のサイズのパケットが一定周期で発生し、さらに遅延に対する要求条件が厳しいトラヒックに適用するのは困難である。このようなトラヒックに対しては、例えば、受信状態が悪い場合に送信データが発生しても受信状態がよくなるまで待機することは許されないためである。したがって、このようなトラヒックに対しては、受信状態などを考慮せず、一定周期で固定的に無線リソースを割り当てたいという要求が生じる。

そこで、周期的にデータが発生するＶｏＩＰのようなトラヒックに対して、予め決められた無線リソースを周期的に割り当てるパーシステント スケジューリング（Ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｔ ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ）が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。

しかし、この提案は、コンセプトベースであり、具体的な基地局および移動局の構成などについては提案されていない。

そこで本発明は、周期的にデータが発生するトラヒックに対して、予め決められた無線リソースを周期的に割り当てることができる基地局および移動局を提供することを課題とする。

本基地局は、
システム帯域幅を連続する周波数サブキャリアのブロックに分割したリソースブロックおよびシステム帯域幅内に離散的に分散した周波数サブキャリアからなり、前記リソースブロックを複数に分割して構成される分散型リソースブロックのうちの一方を各移動局に割り当てる基地局であって、
前記移動局から通知された下りリンクの受信チャネル状態に基づいて、予め決定された所定の第１の周期で、前記移動局に対して、リソースブロックおよび分散型リソースブロックのうちの一方を割り当てるスケジューリング部
を備える。

このように構成することにより、移動局に対して、一定周期で固定的に無線リソースを割り当てることができる。

このように構成することにより、データチャネルの割り当て周期よりも長い周期で、上りリンクの受信チャネル状態を測定するためのパイロットチャネルの送信帯域を割り当てることができ、パイロットチャネル受信品質に基づいて、各移動局に、データチャネルの送信帯域の割り当てを決定することができる。

このように構成することにより、基地局により割り当てられた周波数帯域を用いて、該基地局に対して、データチャネルの割り当て周期よりも長い周期で、前記パイロットチャネルを生成し、前記基地局において、前記パイロットチャネルに基づいて決定された割り当てるリソースブロックに、予め決定された所定の割り当て周期で、送信データを割り当てることができる。

本発明の実施例によれば、周期的にデータが発生するトラヒックに対して、予め決められた無線リソースを周期的に割り当てることができる基地局および移動局を実現できる、

次に、本発明を実施するための最良の形態を、以下の実施例に基づき図面を参照しつつ説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。

本実施例にかかる移動通信システムは、基地局１００と、移動局２００とを備える。基地局１００および移動局２００は、周期的にデータが発生するトラヒックに対して、予め決められた無線リソースを、移動局２００および基地局１００に周期的に割り当てる。

上述したように、基地局１００が受信チャネル状態の周波数選択性に基づいて、移動局２００にリソースブロックを割り当てる周波数領域の高速パケットスケジューリングは、移動局２００における各リソースブロックの割り当て情報の通知、移動局２００における受信チャネル状態のフィードバックなど、Ｌ１／Ｌ２制御シグナリングが増大する。

パーシステント スケジューリングの主目的は、Ｌ１／Ｌ２制御シグナリングを削減することであるため、本実施例にかかる移動通信システムに適用されるパーシステント スケジューリングには、周波数ダイバーシチ効果が期待される以下の送信法が適用される。上述したように、パーシステント スケジューリングとは、周期的にデータが発生するトラヒックに対して、予め決められた無線リソースを周期的に割り当てるスケジューリング方法である。

下りリンクについてはＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）が適用される。ＯＦＤＭＡは、周波数帯域を複数の狭い周波数帯域（サブキャリア）に分割し、各周波数帯上にデータを載せて伝送を行う方式であり、サブキャリアを周波数上に、一部重なりあいながらも互いに干渉することなく密に並べることで、高速伝送を実現し、周波数の利用効率を上げることができる。

さらに、下りリンクでは、ブロック分割を行うリソースブロックレベルのディストリビューティド（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ）送信法を行う。すなわち、図１に示すように、システム帯域幅内に離散的に分散した周波数サブキャリアからなり、システム帯域幅を連続する周波数サブキャリアのブロックに分割したリソースブロックを複数に分割（ブロック分割）して構成される分散型リソースブロックを各ユーザに割り当てる。１つの送信スロット中に分散して分散型リソースブロックが割り当てられる。分散型リソースブロックは、リソースブロックレベル、すなわちリソースブロックを単位として割り当てられる。また、下りリンクでは、上述した分散型リソースブロックではなく、システム帯域幅を連続する周波数サブキャリアのブロックに分割したリソースブロックを各ユーザに割り当てるようにしてもよい。

図１には、２個の分散型リソースブロックにより、リソースブロックが構成される例を示す。所定の割り当て周期において、同じ分散型リソースブロックを割り当てるようにしてもよいし、割り当て周期毎に割り当てる分散型リソースブロックを変更するようにしてもよい。割り当て周期毎に割り当てる分散型リソースブロックを変更することにより、周波数ダイバーシチ利得を得ることができる。ここで、割り当て周期とは、ユーザに分散型リソースブロックを割り当てる周期であり、送信するデータの種別に依存し、例えばＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ ｏｖｅｒ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）の場合には、パケットの送信間隔と同様２０ｍｓとなる。

このような送信法を適用することにより、下りリンクにおいて、伝搬環境の変動に応じて、変調方式や誤り訂正符号化レートを適応的に変更する適応変調チャネル符号化（ＡＭＣ： ａｄａｐｔｉｖｅ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｄｉｎｇ）が適用される場合に、移動局２００は周波数領域で平均化した受信チャネル状態のみをフィードバックすればよい。その結果、基地局１００では、帯域全体で平均化された受信チャネル状態の時間変動のみに基づいて、周波数ダイバーシチ効果を得るような送信が行われる。

上りリンクについてはＳＣ−ＦＤＭＡ（Ｓｉｎｇｌｅ−Ｃａｒｒｉｅｒ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）が適用される。ＳＣ−ＦＤＭＡとは、周波数帯域を分割し、複数の端末間で異なる周波数帯域を用いて伝送することで、端末間の干渉を低減することができる伝送方式である。

さらに、上りリンクでは、図２に示すように、周波数ホッピングを適用したローカライズド送信法を行う。すなわち、移動局に対し、システム帯域幅を連続する周波数サブキャリアのブロックに分割したリソースブロックが、所定の割り当て周期で割り当てられ、さらに周波数ホッピングが適用されることにより、周波数ダイバーシチ効果を得る。ここで、周波数ホッピングとは、送信スロット毎に、割り当てるリソースブロックを切り替えることをいう。ここで、割り当て周期とは、ユーザにリソースブロックを割り当てる周期であり、送信するデータの種別に依存し、例えばＶｏＩＰの場合には、パケットの送信間隔と同様２０ｍｓとなる。

次に、時間ダイバーシチ効果を得る送信法について説明する。

再送制御（ＡＲＱ）と誤り訂正符号化処理とを組み合わせたハイブリッドＡＲＱ（ｈｙｂｒｉｄ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｒｅｐｅａｔ ｒｅｑｕｅｓｔ）を適用する場合、ＨＡＲＱを行うためのシグナリングが必要であるため、シグナリングオーバヘッドが増大する。

例えば、非同期型ＨＡＲＱを適用した場合、再送に対して、送信スロットもしくはリソースブロックの動的な割り当てが必要となり、割り当て情報の通知、再送を要求するためのＡＣＫ／ＮＡＣＫを通知するシグナリングが必要となる。非同期ＨＡＲＱとは、初送のタイミングの一定時間後、例えば少なくとも受信側のＡｃｋ／Ｎａｃｋ送信から一定時間後の任意のタイミングに再送機会を割り当てる方法である。

また、例えば、同期型ＨＡＲＱを適用した場合、再送に対する割り当ては固定的に行われるため、割り当て情報のシグナリングは不要だが、再送を要求するためのＡＣＫ／ＮＡＣＫのシグナリングは必要となる。ここで、同期ＨＡＲＱとは、初送のタイミングの一定時間後、例えば少なくとも受信側のＡｃｋ／Ｎａｃｋ送信から一定時間後に再送機会を割り当てる方法である。

そこで、本実施例にかかる移動通信システムでは、ＨＡＲＱは適用せず、時間ダイバーシチ効果を利用するため、予め決められた固定回数の送信を行う。

この場合、同じデータを２回送信するようにしてもよいし、チャネル符号化後のデータ系列を複数のサブフレームにまたがってマッピングするようにしてもよい。

図３には、下りリンクの場合の送信方法が示される。ここでは、チャネル符号化後のデータ系列が、複数、例えば２個のサブフレームにまたがってマッピングされる。すなわち符号化されたデータ系列が２個のサブフレームに分けて送信される。この場合、２回の送信では、それぞれ、複数、例えば２個の分散型リソースブロックが使用される。したがって、１つの符号化されたデータ系列が４つに分割して割り当てられることになる。

符号化されたデータ系列を２個のサブフレームに分けて送信することにより、時間ダイバーシチ効果を得ることができ、受信誤りを低減できる。２回受信するまで復号できないという問題があるが、割り当て周期を２０ｍｓとし、同じデータの送信間隔を１０ｍｓとした場合、その遅延は１０ｍｓ程度であり、この程度であれば許容できる。

図４には、上りリンクの場合の送信方法が示される。ここでも、チャネル符号化後のデータ系列が、複数、例えば２個のサブフレームにまたがってマッピングされる。すなわち符号化されたデータ系列が２個のサブフレームに分けて送信される。符号化されたデータ系列を２個のサブフレームに分けて送信することにより、時間ダイバーシチ効果を得ることができ、受信誤りを低減できる。２回受信するまで復号できないという問題があるが、割り当て周期を２０ｍｓとし、同じデータの送信間隔を１０ｍｓとした場合、その遅延は１０ｍｓ程度であり、この程度であれば許容できる。

また、本実施例にかかる移動通信システムでは、所要のパケット誤り率（ＰＥＲ： Ｐａｃｋｅｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）を満足するため、適応変調チャネル符号化および送信電力制御（ＴＰＣ： Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）が行われる。

適応変調チャネル符号化を適用することにより、使用するＭＣＳ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ）、すなわち、基地局１００が、各移動局２００が測定した受信品質等に基づいて移動局２００毎に決定した送信データの変調方式および誤り訂正符号化率の組み合わせが変わると、同時に必要な無線リソース、例えば分散型リソースブロック数が変わる。しかし、送信電力制御を併用することにより、リソースブロックの割り当てを変える必要がない。

例えば、長周期の適応変調チャネル符号化制御、例えば、割り当て周期以上、例えば数１００ｍｓ以上の周期と割り当て周期ごとの送信電力制御を組み合わせる。この場合、適応変調チャネル符号化およびリソースブロックの割り当ての変更の頻度は小さいため、変更の通知は上位レイヤのシグナリングを用いる。このシグナリングは、受信状態が変化した場合に発生する。また、パーシステント スケジューリングの対象となるユーザ以外のユーザに対するシグナリングと同様に、Ｌ１／Ｌ２制御シグナリングを用いてもよい。このＬ１／Ｌ２制御シグナリングが用いられる場合には、無線リソースを事前に確保する必要がある。

また、本実施例にかかる移動通信システムでは、移動局２００においてもパーシステント スケジューリングが適用される。

この場合、基地局１００から移動局２００への受信チャネル状態のフィードバック、すなわち割り当てを決定した受信チャネル状態測定用のパイロットチャネルの送信帯域幅を示す情報（下りリンク）、移動局２００から基地局１００への受信チャネル状態測定用のパイロット信号の送信（上りリンク）の周期は，割り当て周期以上にする。具体的には、データチャネルの割り当て周期よりも長い周期とする。

下りリンクのパーシステント スケジューリングにおける、受信チャネル状態のフィードバック情報の通知は以下のような送信法を用いて行う。すなわち、基地局１００は、移動局２００からの受信チャネル状態のフィードバック情報に基づいて、パーシステント スケジューリングを行う。移動局２００は、受信帯域の平均的な受信状態を一定周期で上りリンクを使ってフィードバックする。その周期は、実際のデータチャネルの割り当て周期よりも長くする。

移動局２００は、受信チャネル状態を、ランダム アクセス チャネル（ＲＡＣＨ： Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｈａｎｎｅｌ）により送信する。すなわち、上位レイヤ（Ｌ３）のシグナリングにより送信する。また、移動局２００は、予め周期的に割り当てられた、時間および周波数により決定される無線リソースを用いて送信するようにしてもよい。この場合、送信に使用される無線リソースはパーシステント スケジューリングを適用した通信開始時に指定され、通知される。この無線リソースは、ＭＣＳが切り替えられる場合にも再指定される。

上りリンクのパーシステント スケジューリングにおける、受信チャネル状態測定用信号は、以下の送信法により行われる。すなわち、移動局２００は上りリンクの受信チャネル状態測定用のパイロット信号を基地局１００に送信し、基地局１００は移動局２００から送信された上りリンクの受信チャネル状態測定用のパイロット信号を用いて、上りリンクの受信状態を測定する。

基地局１００は、上りリンクの受信状態を上述したディストリビューティド送信により、データチャネルの送信帯域幅を示す情報を、分散型リソースブロック、すなわち周波数スケジューリングを行う周波数帯域幅の帯域幅と等しい送信帯域幅で送信する。また、ローカライズド送信により、割り当てられている帯域で送信するようにしてもよい。ここで、ローカライズド送信とは、各ユーザに対して、システム帯域幅を連続する周波数サブキャリアのブロックに分割したリソースブロックを割り当てる送信方法である。この場合、移動局２００の位置が、基地局１００から遠くて、広い帯域で送信する必要が生じた場合には、複数回、すなわち２回以上に分けてローカライズ送信を行うようにしてもよい。すなわち、２以上の送信スロットを割り当てて送信する。

次に、下りリンクにおけるパーシステント スケジューリングにおけるリソースブロックの解放について説明する。

基地局１００は、図５に示すように、パーシステント スケジューリングによって割り当てられたリソースブロックまたは分散型リソースブロックを、そのユーザに対する送信データがない場合には解放し、他のユーザに割り当てる。すなわち、基地局１００は、ターゲットユーザ向けの送信データがある場合にリソースブロックまたは分散型周波数ブロックを割り当て、無い場合には、その割り当てる予定であったリソースブロックまたは分散型周波数ブロックを解放し、他のユーザに割り当てる。

基地局１００から送信されるデータには、ＵＥ−ＩＤが重畳されたＣＲＣが含まれる。移動局２００は、送信データにＵＥ−ＩＤが重畳されたＣＲＣを検出している。したがって、他のユーザにリソースブロックまたは分散型リソースブロックが割り当てられた場合には、ＣＲＣに重畳されるＵＥ−ＩＤが異なるため、ＣＲＣチェックでエラーが検出される。このため、移動局２００は、自局向けのデータであるか否かを知ることができる。ここで、再送制御が行われている場合には、ユーザ端末（移動局２００）は再送要求としてＮＡＣＫを送信するが、基地局１００ではこれを無視する。

次に、上りリンクにおけるパーシステント スケジューリングにおけるリソースブロックの解放について説明する。

上りリンクでは、上述した下りリンクとは異なり、パーシステント スケジューリングによって割り当てられたリソースブロックを解放するために、移動局２００は、送信データの有無を基地局１００に通知する。

送信データの有無を基地局１００に通知する方法として、以下の３つの方法があるがいずれの方法を適用してもよい。

図６Ａに示すように、送信データがあるときに基地局１００に通知する（Ａｓｓｉｇｎ ｒｅｑｕｅｓｔ ｂａｓｅ）。例えば、所定の周期、例えば割り当て周期で、送信データがある場合に、リソースブロックを割り当てることを要求する割り当て要求を送信する。

また、図６Ｂに示すように、送信データがないときに基地局１００に通知する（Ｒｅｌｅａｓｅ ｒｅｑｕｅｓｔ ｂａｓｅ）。例えば、所定の周期、例えば割り当て周期で、送信データがない場合に、リソースブロックを解放することを要求する解放要求を送信する。

図６Ｃに示すように、送信データが発生した場合および送信データが無くなった場合に基地局１００に通知する（Ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ａｓｓｉｇｎ ａｎｄ ｒｅｌｅａｓｅ ｒｅｑｕｅｓｔ）。例えば、所定の周期、例えば割り当て周期で、送信データがある場合に、リソースブロックを割り当てることを要求する割り当て要求を送信し、送信データがない場合に、リソースブロックを解放することを要求する解放要求を送信する。

また、この通知信号は、ＲＡＣＨにより送信する。すなわち、上位レイヤ（Ｌ３）のシグナリングにより送信する。また、予め周期的に割り当てられた，時間と周波数とにより決定される無線リソースを用いて送信するようにしてもよい。この場合、排他的な無線リソースを割り当てることにより、ユーザ間を直交させることができ、受信品質を向上させることができる。また、予め固定的に割り当てられた無線リソースを割り当てるが、少数のユーザで符号分割多元接続方式により多重するようにしてもよい。

次に、データ送信および制御情報の送信の割り当てタイミングについて説明する。

音声サービスを考える場合、上りリンクと下りリンク（以下、上下リンクとよぶ）で、固定的な無線リソースの割り当てを行うことが考えられる。このような場合、制御情報の送信のための無線リソースの割り当ても含めて、上下リンクにおける固定的な無線リソースの割り当てのタイミングを最適化することにより、効率的に制御情報の通信を行うことが可能となる。

下りリンクの受信チャネル状態、上り送信データの有無、下りデータ送信に対するＡＣＫ／ＮＡＣＫを送信するための無線リソースは、下りの送信の直前に割り当てる。このようにすることにより、下りリンクの受信チャネル状態を下り送信のリンクアダプテーションに反映可能となる。また、上りデータの有無を通知することにより、空いた上り無線リソースを他のユーザに再割り当てできる。この場合、再割り当ての結果は下りデータ送信と同時に通知される。

上りデータ送信のための無線リソースは、下りデータ送信の後に割り当てる。このようにすることにより、上りのデータ送信のための無線リソースが解放された場合に、再割り当て結果を割り当てられたユーザに通知可能となる。上りデータ送信と共に下りデータ送信に対するＡＣＫ／ＮＡＣＫを送信してもよい。

具体的に、データ送信および制御情報の送信の割り当てタイミングについて、図７Ａおよび図７Ｂを参照して説明する。

上りデータが発生した場合について説明する。

ユーザ端末（移動局２００）は、下り受信チャネル状態のフィードバック、割り当て要求または解放要求、下りリンクのデータ送信に対するＡＣＫ／ＮＡＣＫの何れか１つ以上を送信する（ステップＳ７０２）。ここでは、上りデータが発生しているので、割り当て要求が送信される。

次に、基地局１００は、上りリンクで通知された下りの受信チャネル状態に基づいてリンクアダプテーション、すなわち適応変調チャネル符号化を行い、該リンクアダプテーションの結果に基づいて、下りデータの送信を行う。また、基地局１００は、解放要求がユーザ端末から送信された場合には、パーシステント スケジューリングが適用されているユーザ以外のユーザに対する下りデータのサブフレーム内のマッピング情報を送信する。また、基地局１００は、上り送信の割り当て情報を通知する。パーシステント スケジューリングが適用されているユーザのリソースが解放された場合には，そのリソースにパーシステント スケジューリングが適用されるユーザ以外のユーザが割り当てられる（ステップＳ７０４）。

次に、ユーザ端末は、上りデータの送信を行う。ここで、下りリンクのデータ送信に対するＡＣＫ／ＮＡＣＫを同時に送ってもよい（ステップＳ７０６）。

次に、基地局１００は、下りリンクのデータ送信に対するＡＣＫ／ＮＡＣＫを送信する（ステップＳ７０６）。

下りデータが発生した場合について説明する。

下りデータが発生した場合には、上述したステップＳ７０２とステップＳ７０４の処理が行なわれる。

すなわち、ユーザ端末（移動局２００）は、下り受信チャネル状態のフィードバックおよび割り当て要求または解放要求の何れか１つ以上を送信する（ステップＳ７０２）。

次に、基地局１００は、上りリンクで通知された下りの受信チャネル状態に基づいてリンクアダプテーションを行い、該リンクアダプテーションの結果に基づいて、下りデータの送信を行う。

また、基地局１００は、パーシステント スケジューリングが適用されているユーザ以外のユーザに対する下りデータのサブフレーム内のマッピング情報を送信する。また、基地局１００は、上り送信の割り当て情報を通知する。パーシステント スケジューリングが適用されているユーザのリソースが解放された場合には，そのリソースにパーシステント スケジューリングが適用されるユーザ以外のユーザが割り当てられる（ステップＳ７０４）。

次に、上述した移動通信システムを実現する基地局１００および移動局２００の構成について説明する。ここでは、下りリンクにおいてパーシステント スケジューリングが適用される基地局１００および移動局２００と、上りリンクにおいてパーシステント スケジューリングが適用される基地局１００および移動局２００とに分けて説明するが、両方の機能を備えるように基地局１００および移動局２００を構成するようにしてもよい。

下りリンクにおいてパーシステント スケジューリングが適用される基地局１００および移動局２００について、図８および図９を参照して説明する。

基地局１００は、ＲＦ受信回路１０２と、ＲＦ受信回路１０２と接続された復調・復号部１０４と、復調・復号部１０４と接続されたスケジューラ１０６と、スケジューラ１０６及び復調・復号部１０４と接続された優先割り当てリソースブロックの決定・管理部１０８と、ヘッダ情報取得部１１０と、ヘッダ情報取得部１１０と接続されたパケット選別部１１４と、ヘッダ情報取得部１１０、パケット選別部１１４及びスケジューラ１０６と接続されたバッファ管理部１１２と、パケット選別部１１４と接続されたＰＤＵ（Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）生成部１１６と、ＰＤＵ生成部１１６及びバッファ管理部１１２と接続された送信バッファ１１８と、送信バッファ１１８及びスケジューラ１０６と接続されたセレクタ１２０と、セレクタ１２０と接続された１又は複数の符号化・変調処理手段としての符号化・変調部１２２と、符号化・変調部１２２と接続された送信電力制御手段としてのＲＦ送信部１２４と、ＲＦ送信部１２４およびスケジューラ１０６と接続された制御信号生成部１２６とを備える。

各移動局２００からの制御情報を含む制御信号はＲＦ受信回路１０２により受信され、受信された制御信号は復調・復号部１０４に入力される。復調・復号部１０４では、制御信号の復調・復号処理が行われ、各移動局２００の上り制御情報（リソースブロック毎の下りリンク受信チャネル状態）、例えば、各ユーザ端末のリソースブロック毎の下りリンクのＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）の通知がスケジューラ１０６に行われる。

また、移動局２００が、上位レイヤのシグナリングにより受信チャネル状態をフィードバックする場合には、該上位レイヤの制御信号が優先割り当てリソースブロックの決定・管理部１０８に入力される。優先割り当てリソースブロックの決定・管理部１０８は、上位レイヤの制御信号に基づいて、優先的に割り当てるリソースブロックを決定し、スケジューラに入力する。

一方、ネットワークから送信されたＩＰパケットが受信されると、ヘッダ情報取得部１１０は、受信されたＩＰパケットから宛先アドレス等のパケットヘッダ情報を取得し、取得したパケットヘッダ情報をバッファ管理部１１２に通知し、ＩＰパケットをパケット選別部１１４に入力する。

バッファ管理部１１２は、通知されたパケットヘッダ情報及び後述する送信バッファ１１８から通知される各待ち行列の状態に基づいて、パケット選別部１１４に対してパケットデータの格納先を指定する。また、バッファ管理部１１２は、宛先アドレスとそのアドレスに対応する待ち行列のメモリアドレスとを送信バッファ１１８に入力する。またバッファ管理部１１２は、パケットヘッダ情報及び送信バッファ１１８から通知される各待ち行列の状態をスケジューラ１０６に通知する。

パケット選別部１１４は、バッファ管理部１１２により指定されたパケットデータの格納先に基づいて、入力されたＩＰパケットを選別し、選別したパケット毎にＰＤＵ生成部１１６に入力する。ＰＤＵ生成部１１６は、入力されたパケットをＰＤＵ化し、送信バッファ１１８に入力する。

送信バッファ１１８は、バッファ管理部１１２により入力された宛先アドレスと、対応する待ち行列のメモリアドレスとに基づいて、入力されたＰＤＵから宛先（移動局２００）毎に独立の待ち行列を形成し、各待ち行列の状態をバッファ管理部１１２に通知する。

セレクタ１２０は、スケジューラ１０６により指定された待ち行列からデータを取り出し、指定されたリソースブロックに対する符号化・変調部１２２に入力する。このリソースブロックは、スケジューラ１０６により割り当てられる。

スケジューラ１０６は、通知された各移動局２００の上り制御情報（周波数ブロック毎の下りリンク受信チャネル状態）および／または上位レイヤの制御信号に基づいて決定された優先的に割り当てるリソースブロック、パケットヘッダ情報及び各待ち行列の状態に基づいて、各ユーザの、リソースブロックの割当に対する指標（優先度）を求め、この指標に基づいてリソースブロックの割当を決定する。具体的には、システム帯域幅を連続する周波数サブキャリアのブロックに分割したリソースブロックおよびシステム帯域幅内に離散的に分散した周波数サブキャリアからなり、前記リソースブロックを複数に分割して構成される分散型リソースブロックのうちの一方を割り当てる。

また、上述したように、スケジューラ１０６は、伝搬環境の変動に応じて、変調方式や誤り訂正符号化レートを適応的に変更する。具体的には、使用するＭＣＳ、すなわち、移動局２００毎に決定される送信データの変調方式および誤り訂正符号化率の組み合わせを変更する。この変更された送信データの変調方式および誤り訂正符号化率の組み合わせを示す情報は、制御信号生成部１２６に入力される。制御信号生成部１２６は、入力された送信データの変調方式および誤り訂正符号化率の組み合わせを示す制御信号を生成し、ＲＦ送信部１２４を介して送信する。また、スケジューラ１０６は、予め決められた固定回数の送信を指定する。

入力されたデータは符号化・変調部１２２において、使用するＭＣＳに基づいて、符号化・変調処理が行われ、符号化・変調が行われたデータはＲＦ送信部１２４により送信電力が制御され、各移動局２００へ送信される。たとえば、ＭＣＳは割り当て周期以上の周期で変更され、送信電力は割り当て周期で変更される。

移動局２００は、ＲＦ受信回路２０２と、ＲＦ受信回路２０２と接続されたサブキャリア信号分離部２０４と、サブキャリア信号分離部２０４と接続されたチャネル推定部２０６と、サブキャリア信号分離部２０４及びチャネル推定部２０６と接続された下りＣＱＩ測定部２０８と、下りＣＱＩ測定部２０８と接続されたフィードバックデータ生成部２１０と、フィードバックデータ生成部２１０と接続された符号化・変調部２１２と、符号化・変調部２１２と接続されたＲＦ送信回路２１４と、サブキャリア信号分離部２０４と接続された割り当てリソースブロック情報保持部２１６と、サブキャリア信号分離部２０４および割り当てリソースブロック情報保持部２１６と接続された復調部２１８と、復調部２１８と接続された復号部２２０と、復号部２２０と接続されたＣＲＣ検出部２２２と、ＣＲＣ検出部２２２と接続されたＩＰパケット復元部２２４とを備える。

基地局１００から送信されたパイロットチャネルは、ＲＦ受信回路２０２において受信される。ＲＦ受信回路２０２は、パイロットチャネルをサブキャリア信号分離部２０４に入力する。サブキャリア信号分離部２０４は、パイロットチャネルをサブキャリア毎の信号に分離し、分離されたサブキャリア毎の信号をサブキャリア毎にチャネル推定部２０６および下りＣＱＩ測定部２０８に入力する。

チャネル推定部２０６は、パイロットシンボルを用いて各サブキャリアのチャネル推定値を求め、該チャネル推定値を下りＣＱＩ測定部２０８に入力する。下りＣＱＩ測定部２０８は、パイロットチャネルの送信帯域の平均のＣＱＩを測定し、測定結果をフィードバックデータ生成部２１０に入力する。フィードバックデータ生成部２１０は、入力されたＣＱＩに基づいて、基地局１００にフィードバックする下りリンクの受信チャネル状態を示すフィードバック情報（制御情報）を生成し、符号化・変調部２１２に入力する。符号化・変調部２１２は、フィードバック情報の符号化処理・変調処理を行い、符号化・変調処理が行われたフィードバック情報はＲＦ送信回路２１４により基地局１００へ送信される。例えば、この下りリンクの受信チャネル状態を送信するための無線リソースは、下りの送信の直前に割り当てられる。

また、基地局１００からの送信信号は、ＲＦ受信回路２０２において受信される。ＲＦ受信回路２０２は、受信信号をサブキャリア信号分離部２０４に入力する。サブキャリア信号分離部２０４は、受信信号をサブキャリア毎の信号に分離し、分離されたサブキャリア毎の信号をサブキャリア毎に復調部２１８に入力する。

復調部２１８は、割り当てリソースブロック情報保持部２１６に格納された割り当てリソースブロック情報に基づいて、入力されたサブキャリア毎の信号を復調し、復調された信号を復調された信号毎に復号部２２０に入力する。ここで、割り当てリソースブロック情報は、基地局１００により通知される制御チャネル、例えばＬ１／Ｌ２制御チャネルに含まれる。割り当てリソースブロック情報には、例えばＭＣＳ情報などが含まれる。

復号部２２０は、入力信号を復号し、復号された信号をＣＲＣ検出部２２２に入力する。ＣＲＣ検出部２２２は、送信データ含まれるＵＥ−ＩＤが重畳されたＣＲＣを検出し、誤り検出を行い、該送信データが自局向けのデータであるか否かを判断し、自局向けのデータである場合に、ＩＰパケット復元部２２４に入力する。ＩＰパケット復元部２２４は、入力信号を復元する。

次に、上りリンクにおいてパーシステント スケジューリングが適用される基地局１００および移動局２００について、図１０および図１１を参照して説明する。

基地局１００は、ＲＦ受信回路１０２と、ＲＦ受信回路１０２と接続された復調・復号部１０４およびＣＱＩ測定部１２８と、復調・復号部１０４と接続されたスケジューラ１０６と、スケジューラ１０６とＣＱＩ測定部１２８と接続された優先割り当てリソースブロックの決定・管理部１０８と、スケジューラ１０６と接続された制御信号生成部１２６と、制御信号生成部１２６と接続されたＲＦ送信部１２４とを備える。

スケジューラ１０６は、データチャネルの割り当て周期よりも長い周期で、移動局２００に対し、上りリンクの受信チャネル状態を測定するためのパイロットチャネルの送信帯域を割り当てる。この送信帯域の割り当てを示す情報は、制御信号生成部１２６に入力され、ＲＦ送信部１２４を介して送信される。

各移動局２００は基地局１００へ、割り当てられたパイロットチャネルの送信帯域により受信チャネル状態測定用信号の送信を行う。受信チャネル状態測定用信号はＲＦ受信回路１０２により受信され、受信された受信チャネル状態測定用のパイロット信号はＣＱＩ測定部１２８に入力され、受信品質、例えばＣＱＩが測定され、受信チャネル状態測定用信号とともに測定された受信品質の情報が優先割り当てリソースブロックの決定・管理部１０８に入力される。また、移動局２００における送信データの有無を示す情報は、ＲＦ受信回路１０２により受信され、ＣＱＩ測定部１２８を介して、優先割り当てリソースブロックの決定・管理部１０８に入力される。

また、上位レイヤの制御信号により、移動局２００における送信データの有無が通知されるようにしてもよい。この場合、上位レイヤの制御信号は、優先割り当てリソースブロックの決定・管理部１０８に入力される。

優先割り当てリソースブロックの決定・管理部１０８は、受信チャネル状態測定用のパイロット信号の受信品質、上位レイヤの制御信号、移動局２００における送信データの有無を示す情報に基づいて、優先的に割り当てるリソースブロック、すなわちパーシステント スケジューリングを適用するリソースブロックを決定し、スケジューラ１０６に入力する。

スケジューラ１０６は、優先割り当てリソースブロックの決定・管理部１０８により入力された優先的に割り当てるリソースブロックに基づいて、リソースブロックの割り当てを決定し、決定されたリソースブロックの割り当て情報を制御信号生成部１２６に入力する。制御信号生成部１２６は、スケジューラ１０６において決定されたリソースブロックの割り当て情報、すなわちデータチャネルの送信帯域幅に基づいて、上り送信帯域の割り当て情報を生成し、ＲＦ送信部１２４に入力する。ＲＦ送信部１２４は、制御信号生成部１２６により入力された制御信号を各移動局に送信する。その結果、基地局１００から、移動局２００へ上り送信の割り当て情報が通知される。

例えば、この上りデータ送信のための無線リソースは、下りデータ送信の後に割り当てられる。ここで、スケジューラ１０６は、移動局毎に送信データの変調方式および誤り訂正符号化率の組み合わせを、割り当て周期より長い周期で決定し、決定した送信データの変調方式および誤り訂正符号化率の組み合わせを制御情報として通知するようにしてもよい。

また、移動局２００からの送信データはＲＦ受信回路１０２において受信され、復調・復号部１０４に入力される。復調・復号処理部１０４は、入力された送信データの復調処理および復号処理を行う。また、復調・復号部１０４は、各ユーザ端末のリソースブロック毎の上りリンクのＣＱＩをスケジューラに通知する。

スケジューラ１０６は、所定の割り当て周期で、復調・復号部１０４により入力されたＣＱＩに基づいて、リソースブロックの再割り当てを決定し、決定されたリソースブロックの割り当て情報を制御信号生成部１２６に入力する。制御信号生成部１２６は、スケジューラ１０６において決定されたリソースブロックの割り当て情報に基づいて、上り送信帯域の割り当て情報を生成し、ＲＦ送信部１２４に入力する。ＲＦ送信部１２４は、制御信号生成部１２６により入力された制御信号を各移動局に送信する。例えば、この再割り当ての結果は下りデータ送信と同時に通知される。

移動局２００は、ヘッダ情報取得部２２６と、ヘッダ情報取得部２２６と接続されたＰＤＵ生成部２２８と、ＰＤＵ生成部２２８と接続された送信バッファ２３０と、送信バッファ２３０と接続されたバッファ管理部２３４および符号化・変調部２３２と、バッファ管理部２３４と接続されたフィードバックデータ生成部２３６と、フィードバックデータ生成部２３６と接続された符号化・変調部２３８と、パイロット信号生成部２４０と、符号化・変調部２３２、２３８およびパイロット信号生成部２４０と接続されたＲＦ送信回路２４２とを備える。

パイロット信号生成部２４０は、基地局１００から通知された上りリンクの受信チャネル状態を測定するためのパイロットチャネルの送信帯域を示す情報に基づいて、上りリンクの受信チャネル状態測定用のパイロット信号を生成し、ＲＦ送信回路２４２を介して送信する。

上位レイヤからのＩＰパケットは、ヘッダ情報取得部２２６に入力される。ヘッダ情報取得部２２６は、受信されたＩＰパケットから宛先アドレス等のパケットヘッダ情報を取得し、取得したパケットヘッダ情報をバッファ管理部２３４に通知し、ＩＰパケットをＰＤＵ生成部２２８に入力する。

ＰＤＵ生成部２２８は、入力されたパケットをＰＤＵ化し、送信バッファ２３０に入力する。送信バッファ２３０は、バッファ管理部１１２により入力された宛先アドレスと、対応する待ち行列のメモリアドレスとに基づいて、入力されたＰＤＵから宛先（基地局１００）の待ち行列を形成し、待ち行列の状態をバッファ管理部２３４に通知する。

バッファ管理部２３４には、基地局１００から、割り当てられたデータチャネル送信帯域を示す情報が通知される。また、移動局毎に決定された送信データの変調方式および誤り訂正符号化率の組み合わせが通知される。

送信バッファ２３０は、バッファ管理部２３４により指定された上り送信の割り当て情報、すなわち割り当てられたデータチャネル送信帯域を示す情報に基づいて、待ち行列からデータを取り出し、符号化・変調部２３２に入力する。符号化・変調部２３２は、移動局毎に決定された送信データの変調方式および誤り訂正符号化率の組み合わせに基づいて、符号化・変調処理を行い、ＲＦ送信回路２４２に入力する。ＲＦ送信回路２４２では送信データに対して、送信電力制御が行われ、送信される。

バッファ管理部２３４は、宛先アドレスとそのアドレスに対応する待ち行列のメモリアドレスとを送信バッファ２３０に入力する。また、バッファ管理部２３４は、パケットヘッダ情報及び送信バッファ２３０から通知される待ち行列の状態をフィードバックデータ生成部２３６に通知する。フィードバックデータ生成部２３６は、入力される待ち行列の状態に基づいて、送信データの有無を示すフィードバック情報を生成し、符号化・変調部２３８に入力する。符号化・変調部２３８は、入力されたフィードバック情報を、ＲＦ送信回路２４２を介して基地局１００へ送信する。

本発明にかかる基地局および移動局は、無線通信システムに適用できる。

本発明の一実施例にかかる下りリンクにおける送信方法を示す説明図である。 本発明の一実施例にかかる上りリンクにおける送信方法を示す説明図である。 本発明の一実施例にかかる下りリンクにおける送信方法を示す説明図である。 本発明の一実施例にかかる上りリンクにおける送信方法を示す説明図である。 本発明の一実施例にかかる下りリンクにおけるリソースブロックの解放を示す説明図である。 本発明の一実施例にかかる上りリンクにおけるリソースブロックの解放を示す説明図である。 本発明の一実施例にかかる上りリンクにおけるリソースブロックの解放を示す説明図である。 本発明の一実施例にかかる上りリンクにおけるリソースブロックの解放を示す説明図である。 本発明の一実施例にかかるデータ送信および制御情報の送信タイミングを示す説明図である。 本発明の一実施例にかかるデータ送信および制御情報の送信タイミングを示す説明図である。 本発明の一実施例にかかる基地局を示す部分ブロック図である。 本発明の一実施例にかかる移動局を示す部分ブロック図である。 本発明の一実施例にかかる基地局を示す部分ブロック図である。 本発明の一実施例にかかる移動局を示す部分ブロック図である。

符号の説明

１００ 基地局
２００ 移動局

Claims (4)

1. システム帯域幅を連続する周波数サブキャリアのブロックに分割したリソースブロックおよびシステム帯域幅内に離散的に分散した周波数サブキャリアからなり、前記リソースブロックを複数に分割して構成される分散型リソースブロックのうちの一方を各移動局に割り当てる基地局であって、
   前記移動局から通知された下りリンクの受信チャネル状態に基づいて、予め決定された所定の第１の周期で、前記移動局に対して、リソースブロックおよび分散型リソースブロックのうちの一方を割り当てるスケジューリング部
   を備えることを特徴とする基地局。
2. 前記スケジューリング部は、前記第１の周期で、予め決定された回数の送信スロットを割り当てることを特徴とする請求項１に記載の基地局。
3. 下りリンクの受信チャネル状態に基づいて、移動局毎に送信データの変調方式および誤り訂正符号化率の組み合わせを前記第１の周期より長い第２の周期で決定する変調方式・誤り訂正符号化率決定部と、
   該変調方式・誤り訂正符号化率決定部により決定された送信データの変調方式および誤り訂正符号化率の組み合わせに基づいて、符号化処理および変調処理を行なう符号化・変調処理部と、
   前記第１の周期で、送信電力の制御を行なう送信電力制御部と
   を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の基地局。
4. 前記スケジューリング部は、リソースブロックまたは分散型リソースブロックを割り当てた移動局に対するデータが無い場合、該リソースブロックまたは分散型周波数ブロックを他の移動局に割り当てることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の基地局。

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